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摘 要

石墨烯由于有着独特的二维平面结构、独特的电子运动特点和特殊的物理性质，这使其不仅在应用方面有着很大的潜力，也被用来解释很多新奇的物理现象。石墨烯有着很高的电子迁移率和电导率，在电路中应用的话，能有效地提高电路的运行速度。而石墨烯是良好的导热体，对大规模集成化电子器件的散热有很大的帮助。因而金属-石墨烯的界面有很重要的研究价值，而现如今恶劣的电磁环境对波的吸收也提出了更高的要求，本文通过水热氢气还原法制备Fe@Graphere的复合结构，通过对比纯的Fe和Graphere的相对复介电常数和相对复磁导率随频率的变化，发现Fe@Graphere复合结构中复介电常数的实部会随频率增加而减小，同时表现出明显的介电频散特性。而通过对比，我们发现Fe@Graphere复合结构的反射损失基本都达到了-30dB，而对照组不足-10dB，复合结构的反射损失远远大于对照组，说明复合结构有着优异的微波吸收性能。

关键词：微波吸收 石墨烯 纳米复合结构

Reserach on Dirac electronic materals nano microwave

absorbption of magnetic metal composite structure

Abstract

Graphere has a unique two-dimensional structure, special electronic characteristics of sport and special physical properties, making it not only has great potential inthe application,but also is used to explain a lot of new physical phenomena.Graphere has a high conductivity and electron mobility, and this can effectively increase the speed if it is used in the electric circuit .And the Graphere is a good thermal conductor ,so it will be helpful to improve the cooling capacity of IC electronic devices. Metal - graphene interface has a great value in research,and the terrible electromagnetic environment put forward higher requirements in wave absorption,so we choose to test Fe @ Graphere microwave absorption capacity.This text makes Graphere@Fe with Hydrothermal hydrogen reduction method.We find that the real part of the complex permittivity of the Graphere@Fe decreaseswith increasing frequency and shows the dispersion characteristics, by compared with the complex permittivity and relative complex permeability of Fe and Graphere.And by contrast, we find that the reflection losses of Fe@ Graphere composite structures have reached a -30dB, while the control group less than -10dB,so we make a conclusion that the reflection loss of the composite structure is far greater than in the control group, indicating that the composite structure has excellent microwave absorption properties.

Key Words:absorption of microwave;Grapere;nano-composite structure

目录

摘要 II

Abstract III

第一章 绪论 6

1.1 Dirac电子材料 6

1.2 石墨烯的性质 2

1.2.1石墨烯的结构 2

1.2.2 石墨烯的量子输运 2

1.2.3石墨烯的研究及应用 3

1.3微波的性质 4

1.3.1 微波简介 4

1.3.2 阻抗匹配 4

1.3.3 损耗 5

参考文献 5

第二章 制备和测试方法 7

2.1 样品的制备方法：水热法 7

2.1.1 水热法的基本概念 7

2.1.2 水热法的优点 7

2.1.3 水热法的原理 7

2.2样品表征 8

2.2.1 XRD：X射线衍射法 8

2.2.2 EDS：能谱仪 9

2.2.3 TEM：透射电子显微镜 9

2.2.4 SEM：扫描电子显微镜 9

2.2.5 VSM：振动样品磁强计 10

2.2.6 网络分析仪 10

参考文献 10

第三章 实验结果与分析 11

3.1 引言 11

3.2实验 11

3.2.1样品制备 11

3.2.2 表征与测量 12

3.3 实验结果与分析 12

3.3.1 拉曼光谱、X射线衍射和元素分析 12

3.3.2微结构形貌和磁性 14

3.3.3微波吸收性能 15

3.4小结 18

参考文献 18

第四章 展望 20

参考文献 20

致谢 22

第一章 绪论

1.1 Dirac电子材料

众所周知，Dirac电子材料有着独特的结构和物性，这使其有着广泛的应用 前景，并且已经成为了国际科学研究的焦点。Dirac电子材料满足相对论波动方程[1]，即

(1-1)

(1-2)

其中σ为泡利矩阵，

因而Dirac电子材料可以用来解释很多新的物理现象。人们已经发现多个Dirac材料体系，例如：石墨烯[2]、单层氮化硼[3]、d波超导体[4]等。Dirac方程可以用来解释在边界附近一些点的激发行为。我们知道低能激发的性质决定了这些材料对外界附加电场的反应，而这些材料的激发谱很类似，所以在外加电场的条件下，这些材料有很多相似的物理性质，例如在热力学、光学等方面[4]。

当Dirac中的质量为零时，Dirac方程变成了Weyl方程[5]

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