研究目的
研究聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）薄膜的相对介电常数和反射率特性及其在制备宽带太赫兹（THz）超材料吸收器（MA）中的应用。
研究成果
该研究成功表征了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）薄膜的介电常数和反射特性，并证实其可用于制备宽带太赫兹吸波材料（MA），在4.1至7.4太赫兹范围内吸收率超过80%。该工作为PMMA在太赫兹吸波领域的应用提供了理论与实验依据。
研究不足
该研究的局限性在于测试设备无法直接测量频率>1 MHz的PMMA薄膜介电常数。太赫兹区域的预测介电常数基于低频测量数据。
1：实验设计与方法选择
研究采用旋涂法制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜，表征其形貌与微观结构，并探究其介电常数与反射率特性。随后利用该薄膜制备太赫兹超材料(Terahertz MA)。
2：样品选择与数据来源
制备厚度9-17微米的PMMA薄膜，通过X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱仪、太赫兹时域光谱仪(THz-TDS)及紫外-可见分光光度计对其性能进行表征。
3：实验设备与材料清单
X射线衍射仪(XRD, 德国布鲁克D8 advance),原子力显微镜(AFM, 德国布鲁克Dimension Inc.),便携式拉曼光谱仪(Raman, 法国HORIBA HR Evolution),太赫兹时域光谱仪(THz-TDS, 中国Advanced Photonix Inc. Tray-4000),紫外-可见分光光度计(Cary 500, 美国Varian),双光束激光干涉仪(DBLI, 德国aixACCT Systems GmbH)
4：实验流程与操作步骤
通过将PMMA/炭黑溶液旋涂于ITO/玻璃基底制备PMMA薄膜，通过调节溶液浓度控制薄膜厚度。随后对薄膜的结构、光学及电学特性进行表征，最终以该PMMA薄膜作为介质层制备太赫兹超材料。
5：数据分析方法
基于麦克斯韦极化理论与Koop双层模型分析介电常数与损耗，根据反射率与透射率的光谱分布推导能隙Eg。
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X-ray diffractometer
Bruker D8 advance
Bruker
Identifying the crystalline structures of the PMMA films
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Atomic force microscope
Bruker Dimension Inc.
Bruker
Characterizing the surface morphologies of the PMMA films
-
Portable Raman spectrometer
HORIBA HR Evolution
HORIBA
Obtaining Raman spectra of the PMMA films
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Terahertz time domain spectrometer
Tray-4000
Advanced Photonix Inc.
Evaluating THz reflectance of samples
-
UV-VIS spectrophotometers
Cary 500
Varian
Obtaining spectral distributions of both reflectance and transmittance
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Dual beam laser interferometer
aixACCT Systems GmbH
aixACCT
Studying the influence of applied frequency and thickness on the relative permittivity
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