特异材料,又称超材料,是一种亚波长的结构。不像天然材料,特异材料的电磁响应依赖于它的尺寸、形状和设计的结构,而不是它的化学成分。特异材料具有新颖的电磁特性,例如慢光效应、负折射、隐身斗篷、传感。本文主要研究了三层圆盘石墨烯特异材料中独特的响应模式——磁涡旋共振,即所谓的磁环偶极模式(Toroidaldipolarmode)。本文主要章节安排如下:第一章简单介绍特异材料的概念、历史、设计以及等效媒质理论、发展现状和前景。例如:光子晶体、负折射现象、慢光效应。第二章介绍石墨烯表面等离激元,分析了石墨烯的结构参数、费米能级及其可调性,使其在太赫兹波段产生可调谐的电磁特性,例如多频段的电磁诱导透明、基于耦合模式理论的石墨烯EIT系统。我们还介绍了法诺共振和磁环偶极共振的相同点和不同点,在相同情况下,磁环偶极子的Q值更大。第三章介绍色散材料的介电模型与电磁仿真计算方法,首先是材料的色散理论:Drude模型和Lorentz模型;其次,电磁场数值分析方法:有限元法和时域有限差分法;电磁仿真软件:CST Microwave Studio和HFSS。第四章研究了磁涡旋共振在石墨烯中的响应,对其中的电磁共振耦合模式和对这些耦合所激发的特性进行探索,深入研究石墨烯三明治特异材料中的电磁特征以及在不同频率所产生的一些特殊光学现象的机理、特点、应用等,并通过调整该特异材料的激发条件,研究了该石墨烯特异材料对不同入射角、不同极化方向偏振态的响应特征。第五章对本论文进行了总结和展望。