DE102013210161A1 - Method for cloaking object by absorbing electromagnetic radiation at microwave and terahertz frequencies, involves placing layers of graphene sheet and transparent dielectric layer on or about object, and absorbing portion of frequencies - Google Patents

Method for cloaking object by absorbing electromagnetic radiation at microwave and terahertz frequencies, involves placing layers of graphene sheet and transparent dielectric layer on or about object, and absorbing portion of frequencies Download PDF

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Abstract

The method involves placing alternating layers of a graphene sheet (24-1) and a transparent dielectric layer (26) on or about an object (22) to be cloaked from an electromagnetic radiation, where the transparent dielectric layer is placed intermediate to the graphene sheet and another graphene sheet (24-2), the object comprises curvilinear surfaces and the graphene sheets are formed by chemical vapor deposition. A portion of microwave and terahertz frequencies is absorbed. Refractive index or thickness of the dielectric layer is adjusted.

Description

HINTERGRUNDBACKGROUND

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Strukturen und Verfahren zum Absorbieren von elektromagnetischen Breitbandwellen unter Verwendung von Graphen und spezieller auf Verfahren und Strukturen von dünnen Lagen aus Graphen, die so konfiguriert sind, dass sie die elektromagnetischen Breitbandwellen bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen absorbieren, die von einer elektromagnetische Wellen erzeugenden Quelle emittiert werden.The present disclosure relates generally to structures and methods for absorbing broadband electromagnetic waves using graphene and, more particularly, to methods and structures of thin layers of graphene configured to absorb the broadband electromagnetic waves at the microwave and terahertz frequencies which are emitted from an electromagnetic wave generating source.

Gegenwärtig wird die Entwicklung von Materialien für eine Breitbandabsorption im Bereich des Mikrowellen- und Terahertz-Spektrums für zahlreiche kommerzielle und militärische Anwendungen untersucht. Zum Beispiel sind Terahertz-Radarsysteme in der Lage, die detaillierte Struktur von Zielen auf einer Sub-Millimeter-Skala zu untersuchen, während sie zwischen Materialien hinsichtlich der spektralen Abhängigkeit der Absorption unterscheiden können. Für militärische Anwendungen können Waffen oder Personal auf der Basis einer spektralen Antwort durch ein Verzeichnis oder dünnes Blattwerk erkannt und Ziele vom Hintergrund unterschieden werden. Die Verwendung von Materialien für eine Breitbandabsorption, welche die einfallenden elektromagnetischen Wellen von Interesse, z. B. die Terahertz-Frequenzen, derart vollständig absorbieren, dass keine Transmission und Reflexion auftritt, kann dazu verwendet werden, das Ziel effektiv zu verbergen. Die meisten bekannten Materialsysteme für derartige Zwecke beruhen jedoch auf Resonanz-Peaks im Absorptionsspektrum, und solcherart fehlt weiterhin eine Breitbandlösung.Currently, the development of materials for broadband absorption in the microwave and terahertz spectrum is being investigated for numerous commercial and military applications. For example, terahertz radar systems are able to study the detailed structure of targets on a sub-millimeter scale, while they can distinguish between materials in terms of the spectral dependence of the absorption. For military applications, weapons or personnel can be identified based on a spectral response from a directory or leafy foliage and targets can be distinguished from the background. The use of broad band absorption materials which reduce the incident electromagnetic waves of interest, e.g. For example, the terahertz frequencies can absorb so completely that no transmission and reflection occurs, can be used to effectively hide the target. However, most known material systems for such purposes rely on resonance peaks in the absorption spectrum, and thus still lack a broadband solution.

KURZDARSTELLUNGSUMMARY

Gemäß einer Ausführungsform weist eine Struktur zum Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen eine Vielzahl von dünnen Lagen aus Graphen auf dem Objekt oder um das Objekt herum auf, das vor der elektromagnetischen Strahlung zu verdecken ist. In einigen Fällen kann die verdeckende Struktur des Weiteren eine transparente dielektrische Schicht zwischen benachbarten dünnen Lagen aus Graphen aufweisen.According to one embodiment, a structure for absorbing electromagnetic radiation at the microwave and terahertz frequencies comprises a plurality of thin layers of graphene on the object or around the object to be obscured from the electromagnetic radiation. In some cases, the masking structure may further comprise a transparent dielectric layer between adjacent thin layers of graphene.

In einer weiteren Ausführungsform weist eine Struktur zum Absorbieren von elektromagnetischer Breitbandstrahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen eine Vielzahl von dünnen Lagen aus Graphen auf, die auf einem Objekt oder um ein Objekt herum so konfiguriert sind, dass elektromagnetische Breitbandstrahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen absorbiert wird.In a further embodiment, a structure for absorbing broadband electromagnetic radiation at the microwave and terahertz frequencies comprises a plurality of thin layers of graphene configured on an object or around an object such that broadband electromagnetic radiation is present in the microwave and microwave Terahertz frequencies is absorbed.

In einer weiteren Ausführungsform weist eine abnehmbare Struktur zum Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen ein Gewebe auf, das Graphen aufweist, wobei das Gewebe so konfiguriert ist, dass es ein Objekt abnehmbar rundum einhüllt, wobei das Graphen in einem Ausmaß derart effektiv ist, dass wenigstens ein Anteil der elektromagnetischen Strahlung bei den Mikrowellen- und/oder Terahertz-Frequenzen absorbiert wird.In a further embodiment, a removable structure for absorbing electromagnetic radiation at the microwave and terahertz frequencies comprises a tissue having graphene, wherein the tissue is configured to removably wrap around an object, wherein the graphene is to an extent is so effective that at least a portion of the electromagnetic radiation at the microwave and / or terahertz frequencies is absorbed.

Durch die Techniken der vorliegenden Erfindung werden weitere Merkmale und Vorteile realisiert. Weitere Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung sind hierin detailliert beschrieben und werden als ein Teil der beanspruchten Erfindung betrachtet. Für ein besseres Verständnis der Erfindung mit Vorteilen und Merkmalen sei auf die Beschreibung und auf die Zeichnungen verwiesen.Other features and advantages are realized by the techniques of the present invention. Further embodiments and aspects of the invention are described in detail herein and are considered as part of the claimed invention. For a better understanding of the invention with advantages and features, reference is made to the description and to the drawings.

KURZBESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE SEVERAL VIEWS OF THE DRAWINGS

Der Gegenstand, der als die Erfindung angesehen wird, ist in den Ansprüchen am Ende der Beschreibung speziell aufgezeigt und eindeutig beansprucht. Das Vorstehende und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:The subject matter considered to be the invention is pointed out and distinctly claimed in the claims at the end of the specification. The foregoing and other features and advantages of the invention will be apparent from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:

1 ein Transmissionsspektrum einer einzelnen Schicht aus Graphen im fernen Infrarotbereich und in den Terahertz-Bereichen darstellt. 1 represents a transmission spectrum of a single layer of far-infrared graphene and terahertz regions.

2 eine Struktur für eine elektromagnetische Breitbandabsorption zum Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Spektren darstellt, wobei die Struktur eine Vielzahl von dünnen Lagen aus Graphen gemäß einer Ausführungsform beinhaltet. 2 Figure 4 illustrates a structure for broadband electromagnetic absorption for absorbing electromagnetic radiation in the microwave and terahertz spectra, the structure including a plurality of thin layers of graphene according to one embodiment.

3 eine Struktur für eine elektromagnetische Breitbandabsorption zum Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Spektren darstellt, wobei die Struktur eine Vielzahl von dünnen Lagen aus Graphen beinhaltet, die durch transparente Zwischenschichten gemäß einer Ausführungsform getrennt sind. 3 illustrates a structure for broadband electromagnetic absorption for absorbing electromagnetic radiation in the microwave and terahertz spectra, the structure including a plurality of thin layers of graphene separated by transparent interlayers according to one embodiment.

4 eine Struktur für eine elektromagnetische Breitbandabsorption zum Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Spektren darstellt, wobei die Struktur eine Beschichtung beinhaltet, die Blättchen aus Graphen gemäß einer Ausführungsform enthält. 4 Figure 11 illustrates a structure for broadband electromagnetic absorption for absorbing electromagnetic radiation in the microwave and terahertz spectra, the structure including a coating containing graphite leaflets according to one embodiment.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DETAILED DESCRIPTION

Hierin sind Strukturen für eine elektromagnetische Breitbandabsorption und Verfahren zum Absorbieren von wenigstens einem Anteil der elektromagnetischen Strahlung offenbart, die bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen von einer elektromagnetischen Strahlungsquelle emittiert wird. Durch Bereitstellen einer Breitbandabsorption von elektromagnetischen Wellen bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen kann ein Objekt bei diesen Frequenzen in wirksamer Weise verborgen werden, da die elektromagnetischen Breitbandwellen absorbiert werden und keine Transmission oder Reflexion auftritt. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck ”Mikrowelle” allgemein auf den Wellenlängenbereich von 1 Millimeter bis 1 Meter (d. h. 300 MHz bis 300 GHz), während sich der Ausdruck ”Terahertz” allgemein auf die Energie einer Welle im Sub-Millimeterbereich bezieht, die den Wellenlängenbereich zwischen 1.000 Mikrometer bis 100 Mikrometer (d. h. 300 GHz bis 3 THz) ausfüllt.Disclosed herein are structures for broadband electromagnetic absorption and methods for absorbing at least a portion of the electromagnetic radiation emitted at the microwave and terahertz frequencies from an electromagnetic radiation source. By providing broadband absorption of electromagnetic waves at the microwave and terahertz frequencies, an object can be effectively concealed at these frequencies because the broadband electromagnetic waves are absorbed and no transmission or reflection occurs. As used herein, the term "microwave" generally refers to the wavelength range of 1 millimeter to 1 meter (ie, 300 MHz to 300 GHz), while the term "terahertz" refers generally to the energy of a sub-millimeter wave, the the wavelength range between 1000 microns to 100 microns (ie 300 GHz to 3 THz) fills.

Die Strukturen für eine elektromagnetische Breitbandabsorption sind im Allgemeinen aus einer Vielzahl von dünnen Lagen aus Graphen gebildet, wobei die Struktur für eine elektromagnetische Breitbandabsorption dahingehend wirksam ist, dass sie wenigstens einen Anteil der elektromagnetischen Strahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen absorbiert. Die Anzahl von dünnen Lagen aus Graphen ist im Allgemeinen von der beabsichtigten Anwendung und der gewünschten minimalen Reflexion für die spezielle Anwendung abhängig. Eine typische ”Schicht” aus Graphen kann eine einzelne dünne Lage oder mehrere dünne Lagen aus Graphen aufweisen, zum Beispiel zwischen 1 dünnen Lage und 1.000 dünnen Lagen in einigen Ausführungsformen und zwischen etwa 10 dünnen Lagen und 100 dünnen Lagen in anderen Ausführungsformen. In den meisten Ausführungsformen kann die resultierende Schicht aus Graphen, die aus den dünnen Lagen aus Graphen besteht, eine Dicke von etwa 1 Nanometer bis etwa 100 Nanometer und in weiteren Ausführungsformen eine Dicke von etwa 10 nm bis etwa 80 nm aufweisen.The structures for broadband electromagnetic absorption are generally formed of a plurality of thin layers of graphene, the broadband electromagnetic absorption structure being effective to absorb at least a portion of the electromagnetic radiation at the microwave and terahertz frequencies. The number of thin layers of graphene will generally depend on the intended application and the desired minimum reflection for the particular application. A typical "layer" of graphene may comprise a single thin layer or layers of graphene, for example, between 1 ply and 1000 ply layers in some embodiments, and between about 10 ply layers and 100 ply layers in other embodiments. In most embodiments, the resulting layer of graphene consisting of the thin layers of graphene may have a thickness of from about 1 nanometer to about 100 nanometers, and in other embodiments may have a thickness of from about 10 nm to about 80 nm.

Graphen ist eine zweidimensionale allotrope Form von Kohlenstoffatomen, die in einer planaren, hexagonalen Struktur angeordnet sind. Sie zeichnet sich durch nützliche elektronische Eigenschaften aus, die Bipolarität, hohe Reinheit, hohe Beweglichkeit und hohe kritische Stromdichte beinhalten. Es wurden Werte der Elektronenbeweglichkeit von bis zu 200.000 cm2/Vs bei Raumtemperatur berichtet.Graphene is a two-dimensional allotropic form of carbon atoms arranged in a planar, hexagonal structure. It is characterized by useful electronic properties that include bipolarity, high purity, high mobility and high critical current density. Values of electron mobility of up to 200,000 cm 2 / Vs at room temperature have been reported.

Strukturell weist Graphen Hybridorbitale auf, die durch sp2-Hybridisierung gebildet sind. Bei der sp2-Hybridisierung mischen sich das 2s-Orbital und zwei der drei 2p-Orbitale, um drei sp2-Orbitale zu bilden. Das eine verbleibende p-Orbital bildet eine Pi-Bindung zwischen den Kohlenstoffatomen. Ähnlich der Struktur von Benzol weist die Struktur von Graphen einen konjugierten Ring der p-Orbitale auf, der eine Stabilisierung zeigt, die stärker ist, als durch die alleinige Stabilisierung der Konjugation zu erwarten wäre, d. h. die Struktur von Graphen ist aromatisch. Anders als andere allotrope Formen von Kohlenstoff, wie Diamant, amorpher Kohlenstoff, Kohlenstoff-Nanoschaumstoff oder Fullerene, ist Graphen keine allotrope Form von Kohlenstoff, da die Dicke von Graphen eine atomare Kohlenstoffschicht ist, d. h. eine dünne Lage aus Graphen bildet keinen dreidimensionalen Kristall.Structurally, graphene has hybrid orbitals formed by sp2 hybridization. In sp2 hybridization, the 2s orbital and two of the three 2p orbitals mix to form three sp2 orbitals. The one remaining p orbital forms a pi bond between the carbon atoms. Similar to the structure of benzene, the structure of graphene has a p-orbital conjugated ring that shows a stabilization that is stronger than would be expected from the sole stabilization of conjugation, i. H. the structure of graphene is aromatic. Unlike other allotropic forms of carbon, such as diamond, amorphous carbon, carbon nanofoam, or fullerenes, graphene is not an allotropic form of carbon because the thickness of graphene is an atomic carbon layer, i. H. a thin layer of graphene does not form a three-dimensional crystal.

Graphen weist eine ungewöhnliche Bandstruktur auf, bei der sich konische Elektronen- und Loch-Taschen lediglich an den K-Punkten der Brillouin-Zone im Impulsraum treffen. Die Energie der Ladungsträger, d. h. der Elektronen oder Löcher, weist eine lineare Abhängigkeit von dem Impuls der Träger auf. Als eine Folge verhalten sich die Träger wie relativistische Dirac-Fermionen, die eine effektive Masse von Null aufweisen und sich mit der effektiven Lichtgeschwindigkeit von ceJf£106 m/sec bewegen. Ihr relativistisches quantenmechanisches Verhalten ist durch die Dirac-Gleichung bestimmt. Als eine Folge weisen dünne Lagen aus Graphen eine hohe Trägerbeweglichkeit von bis zu 60.000 cm2/V-sec bei 4 K auf, bei 300 K beträgt die Trägerbeweglichkeit etwa 15.000 cm2/V-sec. Außerdem wurde der Quanten-Hall-Effekt in dünnen Lagen aus Graphen beobachtet.Graphene has an unusual band structure in which conical electron and hole pockets meet only at the K points of the Brillouin zone in momentum space. The energy of the charge carriers, d. H. of electrons or holes has a linear dependence on the momentum of the carriers. As a consequence, the carriers behave like relativistic Dirac fermions, which have an effective mass of zero and move at the effective speed of light of ceJf £ 106 m / sec. Their relativistic quantum mechanical behavior is determined by the Dirac equation. As a result, thin layers of graphene have a high carrier mobility of up to 60,000 cm 2 / V-sec at 4 K, at 300 K the carrier mobility is about 15,000 cm 2 / V-sec. In addition, the quantum Hall effect was observed in thin layers of graphene.

Die lineare Dispersion von Graphen um den K(K')-Punkt herum führt zu einer konstanten Interband-Absorption (von Valenz- zu Leitungsbändern, etwa 2,3%) von Licht mit vertikalem Einfall in einem sehr breitbandigen Wellenlängenbereich. Interessanter ist, dass bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzbereichen die Intraband-Absorption dominiert und eine einzelne Schicht in Abhängigkeit von der Trägerkonzentration in dem Graphen bis zu 30% bei einer Lichtwellenlänge von 300 Mikrometer absorbieren kann, wie durch das in 1 bereitgestellte Transmissionsspektrum nachgewiesen. Als ein Ergebnis weist die Verwendung von Graphen für eine Absorption bei Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen zahlreiche Vorteile auf, wie den, dass es im Vergleich zu anderen Materialien eine ultradünne und effiziente Absorptionsschicht ist. Da Graphen außerdem eine dünne Lage aus einer Monoschicht von einem Atom Dicke ist, die aus Kohlenstoffatomen gebildet ist, die in einem kristallinen Wabengitter gepackt sind, wobei jedes Kohlenstoffatom über eine sp2-Bindung an drei benachbarte Kohlenstoffatome gebunden ist, ist die Gesamtdicke, die zur Bereitstellung einer effektiven Absorption erforderlich ist, minimal und liegt in der Größenordnung von wenigen Nanometern. Derart stellt die Verwendung von dünnen Lagen aus Graphen ein minimales zusätzliches Gewicht zu dem abzuschirmenden Objekt bereit, weist Fähigkeiten hinsichtlich Breitbandabsorption auf und stellt eine größere Vielseitigkeit als Strukturen des Standes der Technik bereit. Außerdem ist Graphen allgemein für seine hohe mechanische Festigkeit und hohe Stabilität anerkannt, die für die meisten Anwendungen erwünschte Eigenschaften sind.The linear dispersion of graphene around the K (K ') point results in a constant interband absorption (from valence to conduction bands, about 2.3%) of vertical incidence light in a very broad band wavelength range. More interestingly, in the microwave and terahertz frequency ranges, the intraband absorption dominates and a single layer can absorb up to 30% at a wavelength of 300 microns, depending on the carrier concentration in the graph, as indicated by the in 1 provided transmission spectrum detected. As a result, the use of graphene for absorption at microwave and terahertz frequencies has many advantages, such as being an ultra-thin and efficient absorption layer compared to other materials. In addition, since graphene is a thin layer of monolayer of one atom thickness formed of carbon atoms packed in a crystalline honeycomb lattice, each carbon atom being bonded to three adjacent carbon atoms via an sp 2 bond, the total thickness is to provide effective absorption is minimal and on the order of a few nanometers. Such is the use of thin layers of graphene provides a minimal additional weight to the object to be screened, has broadband absorption capabilities, and provides greater versatility than prior art structures. In addition, graphene is generally recognized for its high mechanical strength and high stability, which are desirable properties for most applications.

Die dünnen Lagen aus Graphen können mittels irgendeines geeigneten, auf dem Fachgebiet bekannten Prozesses hergestellt werden, der zum Beispiel eine mechanische Abblätterung von Volumen-Graphit, eine chemische Abscheidung, ein Aufwachsen oder dergleichen beinhaltet. Gegenwärtig wird unter den herkömmlichen Verfahren zum Bilden einer Schicht aus Graphen häufig das Verfahren zum Bilden der Schicht aus Graphen mittels chemischer Gasphasenabscheidung verwendet, da eine großflächige Schicht aus Graphen bei vergleichsweise geringen Kosten hergestellt werden kann.The thin layers of graphene may be made by any suitable process known in the art including, for example, mechanical exfoliation of bulk graphite, chemical deposition, growth, or the like. At present, among the conventional methods of forming a layer of graphene, the method of forming the layer of graphene by chemical vapor deposition is often used since a large-area layer of graphene can be manufactured at a comparatively low cost.

Lediglich als Beispiel kann eine chemische Gasphasenabscheidung (CVD) auf ein Metall(d. h. Folien)-Substrat zur Bildung der dünnen Lagen aus Graphen verwendet werden. Um die Schicht aus Graphen mittels chemischer Gasphasenabscheidung zu bilden, wird ein Vorprodukt derart ausgewählt, dass die katalytische Spaltung des Vorprodukts die Schicht aus Graphen bildet. Das Vorprodukt kann ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein fester Kohlenwasserstoff sein, wie Methan, Ethylen, Benzol, Toluol und dergleichen. Das Vorprodukt kann außerdem weitere Materialien, wie zum Beispiel Wasserstoffgas, beinhalten und mit diesen gemischt sein.By way of example only, chemical vapor deposition (CVD) on a metal (i.e., foil) substrate may be used to form the thin layers of graphene. To form the layer of graphene by chemical vapor deposition, a precursor is selected such that the catalytic cleavage of the precursor forms the layer of graphene. The precursor may be a gas, a liquid or a solid hydrocarbon, such as methane, ethylene, benzene, toluene and the like. The precursor may also include and be mixed with other materials, such as hydrogen gas.

Der CVD-Prozess kann bei atmosphärischem Druck ausgeführt werden, oder die Vakuumkammer der CVD-Apparatur kann auf unter atmosphärischen Druck evakuiert werden. In einer Ausführungsform wird die Vakuumkammer mit einem Druck zwischen 100 mTorr und 500 mTorr versehen. Die CVD-Apparatur kann auch so konfiguriert sein, dass das mit Graphen zu beschichtende Substrat erwärmt wird. Zum Beispiel kann das Substrat auf etwa 1.200°C oder mehr aufgewärmt werden, wie bei einigen Vorprodukten und Anwendungen gewünscht sein kann.The CVD process may be carried out at atmospheric pressure, or the vacuum chamber of the CVD apparatus may be evacuated to below atmospheric pressure. In one embodiment, the vacuum chamber is pressurized between 100 mTorr and 500 mTorr. The CVD apparatus may also be configured to heat the graphene-to-be-coated substrate. For example, the substrate may be warmed to about 1200 ° C or more, as may be desired in some precursors and applications.

Zur Bildung der dünnen Lagen aus Graphen kann auch eine chemische Abblätterung verwendet werden. Diese Techniken sind dem Fachmann bekannt und werden somit hierin nicht weiter beschrieben.To form the thin layers of graphene, chemical exfoliation can also be used. These techniques are known to those skilled in the art and thus will not be further described herein.

Das Graphen kann auf einem Substrat gebildet werden, wie bei einigen Anwendungen gewünscht sein kann. Es ist nicht beabsichtigt, dass das spezielle Substrat beschränkt ist, und es kann sogar die elektromagnetische Strahlungsquelle selbst beinhalten. Zum Beispiel kann das strukturelle Material Schaumstoffe, Honigwabenmuster, Glasfaserlaminate, Kevlar-Faserverbundwerkstoffe, polymere Materialien oder Kombinationen derselben beinhalten. Nicht-beschränkende Beispiele für geeignete strukturelle Materialien beinhalten Polyurethane, Silicone, Fluorsilicone, Polycarbonate, Ethylenvinylacetate, Acrylnitril-Butadien-Styrole, Polysulfone, Acryle, Polyvinylchloride, Polyphenylen-Ether, Polystyrole, Polyamide, Nylon, Polyolefine, Polyetheretherketone, Polyimide, Polyetherimide, Polybutylenterephthalate, Polyethylenterephthalate, Fluorpolymere, Polyester, Acetale, Flüssigkristallpolymere, Polymethylacrylate, Polyphenylenoxide, Polystyrole, Epoxide, Phenole, Chlorsulfonate, Polybutadiene, Neoprene, Nitrile, Polyisoprene, Naturkautschuk, Copolymer-Kautschuk, wie Styrol-Isopren-Styrole, Styrol-Butadien-Styrole, Ethylenpropylene, Ethylen-Propylen-Dien-Monomere (EPDM), Nitril-Butadiene und Styrol-Butadiene (SBR) und Copolymere sowie Mischungen derselben. Jedes beliebige der vorstehenden Materialien kann ungeschäumt oder, wenn für die Anwendung erforderlich, aufgeblasen oder auf andere Weise chemisch oder physikalisch in einen offenzelligen oder geschlossenzelligen Schaumstoff bearbeitet verwendet werden.The graphene can be formed on a substrate, as may be desired in some applications. It is not intended that the particular substrate be limited, and may even include the electromagnetic radiation source itself. For example, the structural material may include foams, honeycomb patterns, glass fiber laminates, Kevlar fiber composites, polymeric materials, or combinations thereof. Non-limiting examples of suitable structural materials include polyurethanes, silicones, fluorosilicones, polycarbonates, ethylene vinyl acetates, acrylonitrile butadiene styrenes, polysulfones, acrylics, polyvinyl chlorides, polyphenylene ethers, polystyrenes, polyamides, nylons, polyolefins, polyetheretherketones, polyimides, polyetherimides, polybutylene terephthalates , Polyethylene terephthalates, fluoropolymers, polyesters, acetals, liquid crystal polymers, polymethyl acrylates, polyphenylene oxides, polystyrenes, epoxides, phenols, chlorosulfonates, polybutadienes, neoprenes, nitriles, polyisoprenes, natural rubber, copolymer rubber, such as styrene-isoprene-styrenes, styrene-butadiene-styrenes, Ethylene propylene, ethylene-propylene-diene monomer (EPDM), nitrile-butadiene and styrene-butadiene (SBR) and copolymers, and blends thereof. Any of the above materials may be used unfoamed or, if required by the application, inflated or otherwise chemically or physically processed into an open cell or closed cell foam.

Es ist nicht beabsichtigt, dass die Form des Substrats beschränkt ist. Zum Beispiel kann das Substrat planare und/oder gekrümmte Oberflächen aufweisen, wie sie in Folien, Platten, Röhren und dergleichen zu finden sind.It is not intended that the shape of the substrate be limited. For example, the substrate may have planar and / or curved surfaces as found in sheets, plates, tubes, and the like.

Nach der Bildung der dünnen Lagen aus Graphen können die dünnen Lagen unter Verwendung herkömmlicher Abhebe-Techniken auf einem gewünschten Objekt aufgebracht werden oder können direkt auf das Substrat von Interesse aufgebracht werden. Im Allgemeinen werden die dünnen Lagen eine auf der anderen aufgebracht, um die Dünnschicht zu bilden. So kann die Dünnschicht aus Graphen, lediglich als Beispiel, einen Stapel aus mehreren dünnen Lagen (auch als Schichten bezeichnet) aus Graphen aufweisen. Der Ausdruck ”Substrat” wird verwendet, um allgemein auf irgendein geeignetes Substrat Bezug zu nehmen, auf dem das Aufbringen einer Dünnschicht aus Graphen gewünscht ist und dass das spezielle Substrat effektiv vor elektromagnetischer Strahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen verborgen ist.After formation of the thin sheets of graphene, the sheets may be applied to a desired object using conventional lift-off techniques or may be applied directly to the substrate of interest. In general, the thin layers are applied one on top of the other to form the thin film. Thus, by way of example only, the thin film of graphene may comprise a stack of several thin layers (also referred to as layers) of graphene. The term "substrate" is used to generally refer to any suitable substrate on which it is desired to deposit a thin film of graphene and that the particular substrate is effectively hidden from electromagnetic radiation at the microwave and terahertz frequencies.

In einer Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, beinhaltet die Struktur 10 für eine elektromagnetische Breitbandabsorption zum Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen eine Vielzahl von dünnen Lagen 14 1, 14 2, ... 14 n aus Graphen, die direkt auf das Substrat 12 von Interesse transferiert wurden. Die verwendete Anzahl von dünnen Lagen aus Graphen variiert im Allgemeinen in Abhängigkeit von der beabsichtigen Anwendung und dem gewünschten Grad an minimaler Reflexion für die spezielle Anwendung.In one embodiment, in 2 shown contains the structure 10 for electromagnetic broadband absorption for absorbing electromagnetic radiation at the microwave and terahertz frequencies, a plurality of thin layers 14 1 , 14 2 , ... 14 n from graphene directly onto the substrate 12 of interest were transferred. The number of thin layers of graphene used generally varies depending on the intend application and the desired degree of minimal reflection for the particular application.

In einer weiteren, in 3 gezeigten Ausführungsform beinhaltet die auf einem Objekt 22 oder um dieses herum aufgebrachte Struktur 20 für eine elektromagnetische Breitbandabsorption zum Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen eine oder mehrere dünne Lagen 24 1, 24 2, ... 24 n aus Graphen, wobei sich zwischen den dünnen Lagen aus Graphen eine transparente dielektrische Zwischenschicht 26 befindet.In another, in 3 shown embodiment includes on an object 22 or structure applied around this 20 for broadband electromagnetic absorption to absorb electromagnetic radiation at the microwave and terahertz frequencies one or more thin layers 24 1 , 24 2 , ... 24 n is graphene, with a transparent dielectric interlayer between the thin layers of graphene 26 located.

In einer Ausführungsform beinhalten geeignete dielektrische Materialien ohne Beschränkung Siliciumdioxid, Siliciumnitrid, poröses Siliciumdioxid, Polyimid, Polynorbornene, Benzocyclobuten, Methylsilsequioxane, eine dotierte Glasschicht, wie Phosphorsilikatglas, Borsilikatglas und dergleichen. In weiteren Ausführungsformen kann die dielektrische Schicht eine dielektrische Schicht mit niedrigem k sein, wobei sich ein niedriges k allgemein auf Materialien mit einer Dielektrizitätskonstanten bezieht, die niedriger als jene von Siliciumdioxid ist. Beispielhafte dielektrische Low-k-Materialien beinhalten ohne Beschränkung SiLK® von Dow Chemical, Coral® von Novellus, Black Diamond® von Applied Materials, und es können Aufschleuder-Dielektrika verwendet werden. Coral® kann allgemein als SiCOH-Dielektrikum beschrieben werden. Die dielektrische Schicht kann in Abhängigkeit von dem speziellen dielektrischen Material mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD), plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung (PECVD), atmosphärischer Abscheidung ebenso wie Aufschleuder-Techniken gebildet werden. In einer Ausführungsform ist die dielektrische Schicht ein aus der chemischen Gasphase abgeschiedenes Material, wie Siliciumdioxid oder Siliciumnitrid, das zwischen benachbarten Schichten aus Graphen abgeschieden wird. Mittels Anpassen des Brechungsindex und der Dicke der dielektrischen Zwischenschichten kann die Leistungsfähigkeit der Struktur für eine spezielle Anwendung optimiert werden.In one embodiment, suitable dielectric materials include, without limitation, silica, silicon nitride, porous silica, polyimide, polynorbornenes, benzocyclobutene, methylsilsequioxanes, a doped glass layer such as phosphosilicate glass, borosilicate glass, and the like. In further embodiments, the dielectric layer may be a low-k dielectric layer, where a low k generally refers to materials having a dielectric constant that is lower than that of silicon dioxide. Exemplary dielectric low-k materials include, without limitation SiLK ® from Dow Chemical, Coral ® from Novellus, Black Diamond ® from Applied Materials, and there may be used spin-on dielectrics. Coral ® can generally be described as SiCOH dielectric. The dielectric layer may be formed by chemical vapor deposition (CVD), plasma assisted chemical vapor deposition (PECVD), atmospheric deposition, as well as spin-on techniques, depending on the particular dielectric material. In one embodiment, the dielectric layer is a chemical vapor deposited material, such as silicon dioxide or silicon nitride, deposited between adjacent layers of graphene. By adjusting the refractive index and the thickness of the interlayer dielectric layers, the performance of the structure can be optimized for a particular application.

In einer weiteren, in 4 gezeigten Ausführungsform beinhaltet die Struktur 30 für eine elektromagnetische Breitbandabsorption zum Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen eine oder mehrere Beschichtungen 34 aus einer Anstrichformulierung, die Blättchen aus Graphen als ein Pigment beinhaltet, die an einer Oberfläche eines Objekts 32 zwecks Verdecken angebracht sind. Die Menge an Blättchen aus Graphen kann im Allgemeinen innerhalb der Anstrichformulierung variiert werden. Im Allgemeinen ist jedoch eine hohe Konzentration bevorzugt, um so die Dicke der Beschichtung zu minimieren. Die weiteren Komponenten der Anstrichformulierung, die ein Bindemittel, z. B. Latex, beinhalten, können jene sein, die herkömmlicherweise in Anstrichformulierungen eingesetzt werden, solange die weiteren Komponenten nicht die Absorptionseigenschaften beeinträchtigen, die von den Blättchen aus Graphen bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann das Bindemittel synthetische oder Naturharze beinhalten, wie Alkyde, Acryle, Vinyl-Acryle, Vinylacetat/ethylen (VAE), Polyurethane, Polyester, Melaminharze, Epoxid oder Öle. Bindemittel können gemäß den Mechanismen für ein Trocknen oder Härten kategorisiert werden. Wenngleich sich das Trocknen auf eine Verdampfung des Lösungsmittels oder des Verdünnungsmittels beziehen kann, bezieht es sich in der Regel auf ein oxidatives Vernetzen der Bindemittel und ist vom Härten nicht zu unterscheiden. Einige Anstrichmittel bilden sich lediglich durch Verdampfung des Lösungsmittels, die meisten beruhen jedoch auf Vernetzungsprozessen. Die Anstrichformulierung kann außerdem eine breite Vielfalt von verschiedenartigen Additiven beinhalten, die in der Regel in geringen Mengen hinzugefügt werden. Als Beispiel können typische Additive enthalten sein, um die Oberflächenspannung zu modifizieren, das Fließverhalten zu verbessern, das fertige Erscheinungsbild zu verbessern, die Nasskante zu vergrößern, die Pigmentstabilität zu verbessern, Frostschutzeigenschaften zu verleihen, eine Schaumbildung zu steuern, eine Hautbildung zu steuern etc. Weitere Typen von Additiven beinhalten Katalysatoren, Verdickungsmittel, Stabilisatoren, Emulgatoren, Texturierer, Haftvermittler, UV-Stabilisatoren, Mattierungsmittel (Anti-Glanz-Mittel, De-Glossing-Agenzien), Biozide zur Bekämpfung von bakteriellem Wachstum und dergleichen.In another, in 4 The embodiment shown includes the structure 30 for broadband electromagnetic absorption to absorb electromagnetic radiation at the microwave and terahertz frequencies, one or more coatings 34 from a paint formulation containing graphene sheets as a pigment attached to a surface of an object 32 are attached for the purpose of concealing. The amount of graphene sheets can generally be varied within the paint formulation. In general, however, a high concentration is preferred so as to minimize the thickness of the coating. The other components of the paint formulation containing a binder, e.g. Latex, may be those conventionally used in paint formulations, as long as the other components do not interfere with the absorption properties provided by the graphene sheets. For example, the binder may include synthetic or natural resins such as alkyds, acrylics, vinyl acrylics, vinyl acetate / ethylene (VAE), polyurethanes, polyesters, melamine resins, epoxies or oils. Binders can be categorized according to the mechanisms for drying or curing. Although drying may refer to evaporation of the solvent or diluent, it generally refers to oxidative crosslinking of the binders and is indistinguishable from curing. Some paints are formed only by evaporation of the solvent, but most are based on crosslinking processes. The paint formulation may also include a wide variety of various additives, which are usually added in small amounts. As an example, typical additives may be included to modify surface tension, improve flowability, improve finished appearance, increase wet edge, improve pigment stability, impart antifreeze properties, control foaming, control skin formation, etc. Other types of additives include catalysts, thickeners, stabilizers, emulsifiers, texturizers, adhesion promoters, UV stabilizers, anti-glare agents, de-glossing agents, biocides to combat bacterial growth, and the like.

Nach dem Anbringen an dem Substrat von Interesse kann die Anstrichbeschichtung eine hohe Absorption bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen bereitstellen, nachdem sie an dem Substrat von Interesse angebracht wurde.After being attached to the substrate of interest, the paint coating can provide high absorption at the microwave and terahertz frequencies after being attached to the substrate of interest.

Optional kann ein Gewebe oder ein Stoff, das/der die Blättchen aus Graphen beinhaltet, bereitgestellt werden, um ein zu verdeckendes Objekt, wenn gewünscht, mit aufdeckenden Fähigkeiten zu versehen. Außerdem kann das Gewebe oder der Stoff mit mehreren Objekten geteilt werden. Die Ausdrücke Gewebe oder Stoff beziehen sich allgemein auf ein flexibles synthetisches Material, das durch ein Netzwerk aus natürlichen oder synthetischen Fasern hergestellt wird. Das Gewebe kann imprägniert und/oder mit den Blättchen aus Graphen gewoben sein, die ein Bindemittel beinhalten können, um die Haftung der Blättchen aus Graphen an dem Gewebe zu erleichtern. Es ist nicht beabsichtigt, dass das Gewebe selbst auf irgendeinen speziellen Typ beschränkt ist. Die Blättchen aus Graphen können durch eine mechanische Abblätterung aus Graphit-Volumenmaterial hergestellt werden, um Blättchen aus Graphen mit Mikrometerabmessung hervorzubringen, wie allgemein in der US Patent Publication No. 2010/0147188 beschrieben, die in ihrer Gesamtheit durch Verweis hierin aufgenommen ist. Sie können außerdem kommerziell von GrafTech International Ltd, Parma Ohio als GRAFGUARD® erhalten werden.Optionally, a fabric or fabric containing the sheets of graphene may be provided to provide an obscured object with revealing capabilities, if desired. In addition, the fabric or fabric can be shared with multiple objects. The terms fabric or fabric generally refer to a flexible synthetic material made by a network of natural or synthetic fibers. The fabric may be impregnated and / or woven with the sheets of graphene which may include a binder to facilitate adhesion of the graphene sheets to the fabric. It is not intended that the tissue itself be limited to any particular type. Graphene sheets can be made into sheets by mechanical exfoliation from graphite bulk material from micrometer-sized graphenes, as is generally known in the art US Patent Publication no. 2010/0147188 described in its entirety by reference herein. They can also be obtained commercially from GrafTech International Ltd, Parma Ohio as GRAF GUARD ®.

Substrate, die Schichten aus Graphen und/oder Blättchen aus Graphen beinhalten, wie vorstehend erörtert, stellen verringerte Terahertz-Mikrowellen- und Infrarot-Querschnitte bereit. Als ein Ergebnis ist das Substrat selbst effektiv verborgen, da die Schichten aus Graphen und/oder die Blättchen aus Graphen Materialien mit geringer Transmission und geringer Reflexion sind, wobei deren Grad im Allgemeinen von der Dicke und der Dichte des Graphens abhängig ist. Eine derartige Optimierung liegt durchaus innerhalb des Fachwissens des Fachmanns.Substrates incorporating layers of graphene and / or graphene sheets, as discussed above, provide reduced terahertz microwave and infrared cross sections. As a result, the substrate itself is effectively hidden because the layers of graphene and / or the graphene sheets are low transmission and low reflection materials, the degree of which is generally dependent on the thickness and density of the graphene. Such optimization is well within the skill of the artisan.

Es versteht sich, dass wenn ein Element oder eine Schicht als ”auf”, ”zwischengefügt”, ”angeordnet” oder ”zwischen” einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet wird, dieses/diese direkt auf, zwischengefügt, angeordnet oder zwischen dem anderen Element oder der anderen Schicht liegen kann oder zwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein können.It should be understood that when an element or layer is referred to as being "on," "interposed," "disposed," or "between" another element or layer, it is placed directly on, interposed, or between the other Element or the other layer may be or intervening elements or layers may be present.

Es versteht sich, dass, wenngleich die Ausdrücke erste, zweite, dritte und dergleichen hierin dazu verwendet werden können, verschiedene Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Ausdrücke beschränkt sein sollten. Diese Ausdrücke werden lediglich dazu verwendet, ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Element, einer anderen Komponente, einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. So können das erste Element, die erste Komponente, der erste Bereich, die erste Schicht oder der erste Abschnitt, die nachstehend erörtert sind, als das zweite Element, die zweite Komponente, der zweite Bereich, die zweite Schicht oder der zweite Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen.It should be understood that while the terms first, second, third and the like may be used herein to describe various elements, components, regions, layers and / or sections, these elements, components, regions, layers and / or sections are not should be limited by these terms. These terms are used merely to distinguish one element, component, region, layer, or section from another element, component, region, layer, or section. Thus, the first element, the first component, the first region, the first layer or the first portion, which are discussed below, may be referred to as the second element, the second component, the second region, the second layer or the second portion, without departing from the teachings of the present invention.

Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck der Beschreibung spezieller Ausführungsformen und ist nicht dazu gedacht, die Erfindung zu beschränken. Wie hierin verwendet, ist beabsichtigt, dass die Singularformen ”ein/eine/eines”, ”ein/eine/eines” und ”der/die/das” ebenso die Pluralformen einschließen, wenn der Kontext nicht klar etwas anderes anzeigt. Es versteht sich des Weiteren, dass die Ausdrücke ”er/sie/es weist auf” und/oder ”der/die/das aufweisen”, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten spezifizieren, dass sie jedoch das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einem oder mehreren weiteren Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen derselben nicht ausschließen.The terminology used herein is for the purpose of describing specific embodiments only and is not intended to limit the invention. As used herein, it is intended that the singular forms "a", "a" and "the" also include the plural forms unless the context clearly indicates otherwise. It should also be understood that the terms "he / she / it has" and / or "the / have" when used in this specification includes the presence of indicated features, integers, steps, operations However, they do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, and / or groups thereof.

Es ist beabsichtigt, dass die entsprechenden Strukturen, Materialien, Handlungen und Äquivalente von allen Mitteln oder Schritt-plus-Funktions-Elementen in den nachstehenden Ansprüchen jegliche Struktur, jegliches Material oder jegliche Handlung zum Durchführen der Funktion in Kombination mit anderen beanspruchten Elementen beinhalten, wie spezifisch beansprucht. Die Beschreibung der vorliegenden Erfindung wurde zu Zwecken der Darstellung und Beschreibung vorgelegt, es ist jedoch nicht beabsichtigt, dass sie erschöpfend oder beschränkend für die Erfindung in der offenbarten Form ist. Für den Fachmann sind viele Modifikationen und Variationen ersichtlich, ohne vom Umfang und Inhalt der Erfindung abzuweichen. Die Ausführungsform wurde gewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und die praktische Anwendung am besten zu erklären und es anderen Fachleuten zu ermöglichen, die Erfindung für verschiedene Ausführungsformen mit verschiedenen Modifikationen zu verstehen, wie sie für die spezielle vorgesehene Verwendung geeignet sind.It is intended that the corresponding structures, materials, acts, and equivalents of all means or step-plus-function elements in the claims below include any structure, material, or act of performing the function in combination with other claimed elements such as specifically claimed. The description of the present invention has been presented for purposes of illustration and description, but is not intended to be exhaustive or limited to the invention in the form disclosed. Many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the invention. The embodiment has been chosen and described to best explain the principles of the invention and the practical application, and to enable others skilled in the art to understand the invention for various embodiments with various modifications as appropriate to the particular intended use.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2010/0147188 [0030] US 2010/0147188 [0030]

Claims (22)

Struktur zum Absorbieren von elektromagnetischer Breitbandstrahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen, wobei die Struktur aufweist: eine Vielzahl von dünnen Lagen aus Graphen, die auf einem oder um ein Objekt herum derart konfiguriert ist, dass elektromagnetische Breitbandstrahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen absorbiert wird.A structure for absorbing broadband electromagnetic radiation at the microwave and terahertz frequencies, the structure comprising: a plurality of thin layers of graphene configured on or around an object to absorb broadband electromagnetic radiation at the microwave and terahertz frequencies. Struktur nach Anspruch 1, die des Weiteren eine transparente dielektrische Schicht zwischen benachbarten dünnen Lagen aus Graphen aufweist.The structure of claim 1, further comprising a transparent dielectric layer between adjacent thin layers of graphene. Struktur nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von dünnen Lagen aus Graphen, die auf dem oder um das Objekt herum konfiguriert ist, wenigstens einen Anteil der elektromagnetischen Breitbandstrahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen absorbiert.The structure of claim 1, wherein the plurality of thin layers of graphene configured on or around the object absorbs at least a portion of the broadband electromagnetic radiation at the microwave and terahertz frequencies. Struktur nach Anspruch 1, wobei das Objekt eine gekrümmte Oberfläche aufweist und/oder wobei die Vielzahl von dünnen Lagen aus Graphen eine Dicke von etwa 1 Nanometer bis etwa 100 Nanometern aufweist.The structure of claim 1, wherein the object has a curved surface and / or wherein the plurality of thin layers of graphene has a thickness of about 1 nanometer to about 100 nanometers. Struktur nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von dünnen Lagen aus Graphen in einem Ausmaß derart wirksam ist, dass eine Transmission oder Reflexion der elektromagnetischen Breitbandstrahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen verhindert wird.The structure of claim 1, wherein the plurality of thin layers of graphene is effective to such an extent as to prevent transmission or reflection of broadband electromagnetic radiation at the microwave and terahertz frequencies. Struktur zum Absorbieren von elektromagnetischer Breitbandstrahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen, wobei die Struktur aufweist: eine oder mehrere beschichtete, auf einem Objekt aufgebrachte Schichten, die Blättchen aus Graphen aufweisen, wobei die Blättchen aus Graphen in der Beschichtung in einem Ausmaß derart wirksam sind, dass eine Reflexion von wenigstens einem Anteil der elektromagnetischen Breitbandstrahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen verhindert wird.A structure for absorbing broadband electromagnetic radiation at the microwave and terahertz frequencies, the structure comprising: one or more coated object-deposited layers comprising graphene sheets, wherein the sheets of graphene in the coating are effective to such an extent as to reflect at least a portion of the broadband electromagnetic radiation at the microwave and terahertz frequencies is prevented. Struktur nach Anspruch 6, wobei die beschichteten Schichten aus einer Anstrichformulierung gebildet sind und/oder wobei die Anstrichformulierung ein Bindemittel aufweist und/oder wobei die Blättchen aus Graphen in der Beschichtung in einem Ausmaß derart wirksam sind, dass eine Transmission von wenigstens einem Anteil der elektromagnetischen Breitbandstrahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen verhindert wird.The structure of claim 6, wherein the coated layers are formed from a paint formulation and / or wherein the paint formulation comprises a binder and / or wherein the leaflets of graphene in the coating are effective to an extent such that transmission of at least a portion of the electromagnetic Broadband radiation at the microwave and terahertz frequencies is prevented. Entfernbare Struktur zum Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen, die aufweist: ein Gewebe, das Graphen aufweist, wobei das Gewebe so konfiguriert ist, dass es ein Objekt abnehmbar rundum einhüllt, wobei das Graphen in einem Ausmaß derart wirksam ist, dass wenigstens ein Anteil der elektromagnetischen Strahlung bei den Mikrowellen und/oder Terahertz-Frequenzen absorbiert wird.Removable structure for absorbing electromagnetic radiation at the microwave and terahertz frequencies, comprising: a web having graphene, wherein the web is configured to removably wrap around an object, wherein the graphene is effective to such an extent that at least a portion of the electromagnetic radiation is absorbed at the microwave and / or terahertz frequencies , Entfernbare Struktur nach Anspruch 8, wobei das Gewebe Naturfasern oder synthetische Fasern aufweist und/oder wobei das Objekt gekrümmte Oberflächen aufweist und/oder wobei das Graphen Blättchen aus Graphen aufweist.The removable structure of claim 8, wherein the fabric comprises natural fibers or synthetic fibers, and / or wherein the object has curved surfaces, and / or wherein the graph comprises leaflets of graphene. Entfernbare Struktur nach Anspruch 8, wobei das Graphen in einem Ausmaß derart wirksam ist, dass eine Transmission oder Reflexion der elektromagnetischen Breitbandstrahlung bei den Mikrowellen und Terahertz-Frequenzen verhindert wird.The removable structure of claim 8, wherein the graph is effective to such an extent as to prevent transmission or reflection of broadband electromagnetic radiation at the microwave and terahertz frequencies. Verfahren zum Verdecken eines Objekts mittels Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen, das aufweist: Bereitstellen einer Vielzahl von dünnen Lagen aus Graphen auf dem oder um das Objekt herum, das vor der elektromagnetischen Strahlung zu verdecken ist.A method of obscuring an object by absorbing electromagnetic radiation at the microwave and terahertz frequencies, comprising: Providing a plurality of thin layers of graphene on or around the object to be obscured from the electromagnetic radiation. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Bereitstellen der Vielzahl von dünnen Lagen aus Graphen ein Transferieren einer ersten dünnen Lage aus Graphen direkt auf das Objekt; und ein Transferieren von wenigstens einer zusätzlichen dünnen Lage aus Graphen auf die erste dünne Lage aus Graphen aufweist; wobei der Prozess wiederholt wird, bis eine gewünschte Dicke und eine gewünschte minimale Reflexion erreicht sind.The method of claim 11, wherein providing the plurality of thin layers of graphene comprises transferring a first thin layer of graphene directly to the object; and transferring at least one additional thin layer of graphene onto the first thin layer of graphene; the process being repeated until a desired thickness and a desired minimum reflectance are achieved. Verfahren nach Anspruch 12, das des Weiteren ein Transferieren einer transparenten dielektrischen Schicht zwischen die erste und die wenigstens eine zusätzliche dielektrische Schicht aufweist und/oder des Weiteren ein Anpassen eines ausgewählten von einem Brechungsindex, einer Dicke oder einem Brechungsindex und einer Dicke der dielektrischen Schicht aufweist.The method of claim 12, further comprising transferring a transparent dielectric layer between the first and the at least one additional dielectric layer and / or further comprising matching a selected one of refractive index, thickness or refractive index and thickness of the dielectric layer , Verfahren nach Anspruch 11, wobei die erste und die wenigstens eine zusätzliche dünne Lage aus Graphen als ein Gewebe konfiguriert sind.The method of claim 11, wherein the first and the at least one additional thin layer of graphene are configured as a fabric. Verfahren nach Anspruch 14, das des Weiteren ein Entfernen des graphenhaltigen Gewebes und ein Aufdecken des Objekts aufweist.The method of claim 14, further comprising removing the graphene-containing tissue and revealing the object. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Objekt gekrümmte Oberflächen aufweist und/oder wobei die eine oder die mehreren dünnen Lagen aus Graphen mittels chemischer Gasphasenabscheidung gebildet werden und/oder wobei das Bereitstellen der Vielzahl von dünnen Lagen aus Graphen auf dem oder um das zu verdeckende Objekt herum wenigstens einen Anteil der Mikrowellen- und/oder Terahertz-Frequenzen absorbiert.The method of claim 11, wherein the object has curved surfaces and / or wherein the one or more thin layers of graphene are formed by chemical vapor deposition and / or wherein providing the plurality of thin layers of graphene on or around the object to be obscured absorbs at least a portion of the microwave and / or terahertz frequencies. Verfahren zum Verdecken eines Objekts mittels Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen, das aufweist: Aufbringen von alternierenden Schichten aus einer dünnen Lage aus Graphen und einer transparenten dielektrischen Schicht auf das oder um das Objekt herum, das vor der elektromagnetischen Strahlung bei wenigstens einem Anteil der Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen zu verdecken ist.A method of obscuring an object by absorbing electromagnetic radiation at the microwave and terahertz frequencies, comprising: Depositing alternating layers of a thin layer of graphene and a transparent dielectric layer on or around the object to be masked from the electromagnetic radiation at at least a portion of the microwave and terahertz frequencies. Verfahren nach Anspruch 17, das des Weiteren ein Abstimmen eines ausgewählten von einem Brechungsindex, einer Dicke oder dem Brechungsindex und der Dicke der dielektrischen Schicht aufweist.The method of claim 17, further comprising tuning a selected one of a refractive index, a thickness or the refractive index and the thickness of the dielectric layer. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Objekt gekrümmte Oberflächen aufweist und/oder wobei die dünnen Lagen aus Graphen mittels chemischer Gasphasenabscheidung gebildet werden.The method of claim 17, wherein the object has curved surfaces and / or wherein the thin layers of graphene are formed by chemical vapor deposition. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Bereitstellen einer Vielzahl von dünnen Lagen aus Graphen auf dem oder um das zu verdeckende Objekt herum wenigstens einen Anteil der Mikrowellen- und/oder Terahertz-Frequenzen absorbiert.The method of claim 17, wherein providing a plurality of thin layers of graphene on or about the object to be obscured absorbs at least a portion of the microwave and / or terahertz frequencies. Verfahren zum Verdecken eines Objekts mittels Absorbieren von elektromagnetischer Strahlung bei den Mikrowellen- und Terahertz-Frequenzen, das aufweist: Anbringen einer Anstrichformulierung, die Blättchen aus Graphen enthält, an dem Objekt, das vor der elektromagnetischen Strahlung zu verdecken ist; Trocknen der Anstrichformulierung, die Blättchen aus Graphen enthält; und erneutes Anbringen der Anstrichformulierung, die Blättchen aus Graphen enthält, bis eine gewünschte Dicke und eine gewünschte minimale Reflexion erreicht sind.A method of obscuring an object by absorbing electromagnetic radiation at the microwave and terahertz frequencies, comprising: Applying a paint formulation containing graphene sheets to the object to be masked from the electromagnetic radiation; Drying the paint formulation containing graphene sheets; and reapply the paint formulation containing graphene sheets until a desired thickness and a desired minimum reflectance are achieved. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die graphenhaltige Anstrichformulierung ein Latex-Bindemittel aufweist und/oder wobei das Anbringen der Anstrichformulierung, die Blättchen aus Graphen enthält, auf dem oder um das zu verdeckende Objekt herum wenigstens einen Anteil der Mikrowellen- und/oder Terahertz-Frequenzen absorbiert.The method of claim 21, wherein the graphene-containing paint formulation comprises a latex binder and / or wherein attaching the paint formulation containing graphene sheets to at least a portion of the microwave and / or terahertz frequencies on or about the object to be obscured absorbed.
DE201310210161 2012-06-14 2013-05-31 Method for cloaking object by absorbing electromagnetic radiation at microwave and terahertz frequencies, involves placing layers of graphene sheet and transparent dielectric layer on or about object, and absorbing portion of frequencies Withdrawn DE102013210161A1 (en)

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Free format text: FORMER OWNER: INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION, ARMONK, N.Y., US

R082 Change of representative

Representative=s name: RICHARDT PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE

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Owner name: GLOBALFOUNDRIES INC., KY

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