超材料,因其特有的超越天然材料的电磁性能而倍受科研工作者青睐。其二维形式——超表面,由于体积小巧、高设计自由度以及非同寻常的物理特性,在问世的几十年里迅速发展并成为了一种高效的电磁波调控手段。它的出现弥补了自然材料对电磁波响应的不足:薄薄的一层亚波长结构,即能实现对电磁波的完美吸收和产生类电磁诱导透明效应（Electromagnetically Induced Transparency,EIT）,克服了传统材料体积厚重和实验条件严苛的弊端,在电磁场和微波技术领域拥有巨大应用潜力。如:超表面吸波器和超表面类EIT效应可广泛应用于调制器、传感器、开关、光存储等领域。本文主要对宽范围可调的超表面吸波器和多功能超表面进行了研究设计,主要工作如下:（1）研究了基于狄拉克半金属（Bulk Dirac Semimetal,BDS）和石墨烯的宽范围可调超表面吸波器。仿真结果表明在3.97 THz和7.94 THz处实现了90%以上的双频带吸收。改变石墨烯和BDS的费米能级可实现吸收频率在3.97 THz-9.28 THz之间调节,同时两个吸收峰还表现出对入射角度和偏振角度不依赖特性。改变超表面周围的折射率发现:第一个吸收峰不受影响,而第二个吸收峰发生频移,并具有2 441 nm/RIU的灵敏度。因此可将其用于抗干扰的完美吸波器或折射率传感器。（2）研究了基于石墨烯的等离激元诱导透明效应（Plasmon Induced Transparency,PIT）。利用“明-明模式”（bright-bright mode）耦合设计了由石墨烯开口环和石墨烯条带组成的PIT超表面,详细阐述了PIT产生机理并解释了不同结构对PIT的影响。引入谐振子耦合模型,证明了石墨烯费米能级的增加会导致耦合增强、透明窗口变宽、慢光效应增强。此外保持入射波极化方向不变,增大入射角至30°,慢光效应几乎不受影响,之后继续增加入射角,慢光效应逐渐增强。（3）设计了可实现PIT和完美吸收的双功能可调控超表面。在上一个PIT超表面的研究基础上,加入二氧化钒（Vanadium Dioxide,VO2）基底并优化介质厚度,利用VO2的相变特性实现双功能的切换:当VO2为金属态时实现双频完美吸波的功能;当VO2为绝缘态时实现PIT效应。改变石墨烯费米能级可实现对双功能的动态调节。此外,还研究了超表面的传感特性:实现PIT功能时的灵敏度为18 219 nm/RIU;实现完美吸收功能时,两个吸收峰的灵敏度分别为20 541 nm/RIU和23 166 nm/RIU。