[发明专利]宽频吸波超材料

说明书

本发明公开了一种宽频吸波超材料，所述超材料包括至少两层基本单元层，每层所述基本单元层包括基材以及周期排布于所述基材上的多个微结构，每层所述基本单元层分别对应吸收电磁波的一个预定频点或者预定频段，其中，所述每层基本单元层上的所述多个微结构的拓扑形状和尺寸相同，不同基本单元层上的微结构的拓扑形状和/或尺寸不相同。本发明还公开了一种电子设备以及一种获得宽频吸波超材料的方法。通过上述方式，本发明能够使吸波超材料在对电磁波有较好的吸收效果的基础上，显著提高吸波的带宽。

技术领域

本发明涉及超材料技术领域，特别是涉及一种宽频吸波超材料、电子设备以及获得宽频吸波超材料的方法。

背景技术

随着科学技术发展的日新月异，以电磁波为媒介的技术、各种产品越来越多，电磁波辐射对环境的影响也日益增大。比如，无线电波可能对机场环境造成干扰，导致飞机航班无法正常起飞；移动电话可能会干扰各种精密电子医疗器械的工作；即使是普通的计算机，也会辐射携带信息的电磁波，它可能在几公里以外被接收和重现，造成国防、政治、经济、科技等方面情报的泄漏。因此，治理电磁污染，寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的材料——吸波材料，已成为材料科学的一大课题。

吸波材料是能吸收投射到它表面的电磁波能量的一类材料，其在包括军事以及其它方面也有广泛的应用，比如隐形机、隐形衣等。材料吸收电磁波的基本条件是：(1)电磁波入射到材料上时，它能最大限度地进入材料内部，即要求材料具有匹配特性；(2)进入材料内部的电磁波能迅速地几乎全部衰减掉，即衰减特性。实现第一个条件的方法之一是采用特殊的边界条件，如在高电导、高磁导吸波材料的表面涂敷电导、磁导接近空气电导、磁导的介质，使电磁波最大限度地入射；实现第二个条件要求材料具有高的电磁损耗性。

现有的吸波超材料对特定频率的电磁波的吸收效果已经有了较大的进步，但是通常吸收的电磁波的频段非常窄。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种宽频吸波超材料、电子设备以及获得宽频吸波超材料的方法，能够使吸波超材料在对电磁波有较好的吸收效果的基础上，显著提高吸波的带宽。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种宽频吸波超材料，包括至少两层基本单元层，每层所述基本单元层包括基材以及周期排布于所述基材上的多个微结构，每层所述基本单元层分别对应吸收电磁波的一个预定频点或者预定频段，其中，所述每层基本单元层上的所述多个微结构的拓扑形状和尺寸相同，不同基本单元层上的微结构的拓扑形状和/或尺寸不相同。

其中，所述基本单元层的微结构的形状是圆环形。

其中，所述至少两层超材料基本单元层是按照每层所述基本单元层的微结构的尺寸的大小进行从外层到内层方向层叠排列的。

其中，所述至少两层超材料基本单元层是按照每层所述基本单元层的微结构的尺寸的大小由小到大进行从外层到内层方向层叠排列的。

其中，所述超材料包括四层基本单元层，第一层基本单元层包括第一基材以及周期排布于第一基材上的多个第一微结构，所述第一微结构为圆形微结构；第二层基本单元层包括第二基材以及周期排布于第二基材上的多个第二微结构，所述第二微结构包括第一圆形微结构以及半径大于第一圆形微结构半径且与第一圆形微结构同心设置的第二圆形微结构；第三层基本单元层包括第三基材以及周期排布于第三基材上的多个第三微结构，所述第三微结构包括第三圆形微结构、第四圆形微结构、第五圆形微结构，所述第三圆形微结构、第四圆形微结构、第五圆形微结构半径依次增大且同心、等间距设置；第四层基本单元层包括第四基材以及周期排布于第四基材上的多个第四微结构，所述第四微结构包括第六圆形微结构、第七圆形微结构、第八圆形微结构以及第九圆形微结构，所述第六圆形微结构、第七圆形微结构、第八圆形微结构、第九圆形微结构半径依次增大且同心、等间距设置