超材料是一种具有周期性单元结构的人工复合材料,通过对结构单元的尺寸及形状的设计,使其具有奇异的电磁特性,故在电磁学、光学、材料学等领域拥有广泛的应用前景。早期超材料的研究主要以负本征参数值如折射率、介电常数和磁导率为主,随着科学研究的不断深入,参数值近零的超材料的研究逐渐引起人们的关注。根据折射率与介电常数、磁导率的关系可知,折射率近零可由介电常数或磁导率近零来实现。本文主要围绕太赫兹波段磁导率近零超材料以及折射率近零超材料的研究与设计而展开,主要研究内容如下:(1)提出了一种以金属-电介质的复合结构为基本单元的磁导率μ近零的太赫兹超材料结构。太赫兹波垂直入射超材料表面,当电场为TM偏振时,在1.44 THz谐振频率附近,可得到μ近零的最优值为0,μ近零的带宽(｜μ｜<0.05)约为0.2 THz;当电场为TE偏振时,在0.978 THz谐振频率附近,得到μ近零的最优值为0,μ近零的带宽(｜μ｜<0.05)约为0.1 THz。从而可以得出,该超材料在固定的几何参数下,通过改变偏振方向可以实现在不同频段上的近零效果。并分析了聚酰亚胺介质层厚度d的变化、金属层数以及入射角度的不同对磁导率近零的影响,讨论了该结构的容差范围以及与现有结构进行了性能对比分析。这种μ近零的超材料在传感器、调制器、滤波器等太赫兹器件中具有广泛的应用前景。(2)提出了一种以站立式开口环结构为基本单元的折射率近零太赫兹超材料结构。太赫兹波垂直入射超材料表面,电场为TM偏振态,实现的近零(n<0.15)带宽约为0.125 THz,近零最小值为0.13。同时,分析了基底厚度、SRR开口环高度、SRR开口环金属臂长度以及入射角对折射率近零的影响,讨论了该结构的容差范围,并与之前相关研究进行性能对比分析。该站立式折射率近零超材料在传感器中有广泛的应用前景。