王飞 魏兵

1) (西安电子科技大学物理与光电工程学院,西安 710071)

2) (西安电子科技大学,信息感知技术协同创新中心,西安 710071)

基于电磁场边界条件和相位匹配,推导出电、磁偏置下呈各向异性的石墨烯导电界面的传播矩阵,并进一步给出各向异性石墨烯界面的反透射系数解析解； 该传播矩阵耦合了基本的横电波和横磁波极化,并包括偏置电、磁场的影响.将跨石墨烯界面传播矩阵嵌入各向同性分层介质传播矩阵,获得的新传播矩阵可用于解析分析平面电磁波以任意角度入射含各向异性石墨烯界面层状介质时的传播和反透射特性,并且为分层介质与各向异性导电界面复合结构的相关分析和设计提供了一种非常简单的工具.

1 引 言

石墨烯是由一层碳原子构成的二维蜂窝状晶体结构,其厚度只有一个原子大小,约为 0.34 nm,是世界上最薄的半导体材料.石墨烯出色的力学特性和承载超大电流的能力,使其成为未来微纳米技术中最有前途的材料之一[1-7],并且在2004年通过微机械剥离法制备成功[8-11].

相对于其他单原子金属薄膜,石墨烯在热力学上很稳定,并且在载流子浓度消失的情况下仍具有最小的导电性[9]； 同时,石墨烯是一种零带隙半导体,利用静电和/或静磁偏置的电场和霍尔效应可以调节其导电性[8,10].讨论分析石墨烯与电磁波相互作用问题时,可以将其看成具有导电性的“无限薄”表面[12],其导电性由表面导电率σ描述[13]； 微观量子动……