前言

石墨烯是一种新型二维材料，自2004年被发现以来，其各方面的优异性能一直为科学界所瞩目。基于石墨烯的透明导电薄膜、柔性触摸屏、传感器、光电探测器、储能器件等各种应用层出不穷。不论是单独的石墨烯或是与其他材料混合成的复合材料和结构，均表现出优异的特性；此外其形态比较灵活，既可以与传统的硅基平面集成电路兼容，又可以作为复合涂料、溶剂等材料使用，所以应用前景十分广阔。石墨烯的构成成分为碳，是地球上来源广泛的原料，不仅成本低，而且绿色环保。

研究表明，石墨烯的电磁特性同样优异。从微波、毫米波到太赫兹、红外等频段，石墨烯都具有动态可调特性，是传统电磁材料所不具备的；尤其在太赫兹频段，石墨烯不仅能支持表面等离子体波的传输，还具有非常强的束缚性，弥补了传统贵金属如金、银、铜等的不足。基于以上优异的电磁性能，石墨烯有望从微波到红外及可见光波段，都具有极高的应用价值和前景。美国、欧盟、韩国、日本等相继布局，投入巨资开展石墨烯材料的制备和应用研究。早期对石墨烯的研究更多是在太赫兹及更高的频段开展，而在微波、毫米波段的研究较少。这主要是因为早期受限于石墨烯材料的制备工艺水平，很难对石墨烯在微波、毫米波段的电磁特性开展实验研究，同时也缺少在微波、毫米波段的准确电磁模型。近几年，随着石墨烯制备工艺水平的进展，以及石墨烯电磁模型的建立，石墨烯在微波、毫米波领域的理论和实验研究取得了很大进展。

本书主要以作者及其所在团队近十年来在石墨烯电磁领域的研究进展为主要内容，力图较为系统地介绍石墨烯电磁特性及应用基础的研究现状。书中内容包括石墨烯的电磁建模、电磁特性理论与实验研究；石墨烯在红外及太赫兹频段对表面等离激元波的束缚、传播、调控及其应用；可调微波器件，如衰减器、功分器、移相器、天线、吸波器等的理论与实验研究进展。通过本书，作者希望能给读者带来启示，并对相关科研人员起到抛砖引玉的作用，进而对我国石墨烯的科学研究和实际应用起到一点推动作用。本书可供高等院校材料、物理和信息等专业高年级本科生、研究生及研究院所科研人员参考和阅读。由于作者水平有限，加之时间仓促，书中不妥或疏漏之处在所难免，敬请专家和读者批评指正。

陆卫兵

2021年11月