We fabricated an optically transparent dipole antenna based on chemical vapor deposition (CVD)-grown monolayer graphene on an optically transparent quartz substrate and characterized its properties in microwave bands. The measurements of the reflection coefficients for the dipole antenna revealed that ∼90% of the microwave power transmitted to the CVD monolayer graphene of the antenna element. By measuring transmission coefficients, we demonstrated that the graphene dipole antenna radiated microwave power around the operational frequency (∼20.7 GHz). The operational frequency of the graphene dipole antenna (∼20.7 GHz) shifted to a higher frequency than that of the Au dipole antenna with the same structure (∼9.2 GHz), which suggests that monolayer graphene behaves not as a metal but as a dielectric material.

1.
G.
Clasen
and
R.
Langley
,
IEEE Trans. Antennas Propag
52
,
1412
(
2004
).
2.
T.
Yasin
,
R.
Baktur
, and
C.
Furse
, in
2011 APS-URSI International Symposium
(
2011
), pp.
3085
3087
.
3.
N.
Guan
,
H.
Furuya
,
D.
Delaune
, and
K.
Ito
,
Prog. Electromagn. Res. Symp.
4
,
116
(
2008
).
4.
N. J.
Kirsch
,
N. A.
Vacirca
,
T. P.
Kurzweg
,
A. K.
Fontecchio
, and
K. R.
Dandekar
, in
2010 IEEE Conference on Wireless and Mobile Computing
(
2010
), pp.
9
13
.
5.
B.
Green
,
M.
Toporkov
,
M. D. B.
Ullah
,
V.
Avrutin
,
U.
Ozgur
,
H.
Morkoc
, and
E.
Topsakal
,
Microwave Opt. Technol. Lett.
59
,
773
(
2017
).
6.
K. S.
Novoselov
,
A. K.
Geim
,
S. V.
Morozov
,
D.
Jiang
,
Y.
Zhang
,
S. V.
Dubonos
,
I. V.
Grigorieva
, and
A. A.
Firsov
,
Science
306
,
666
(
2004
).
7.
S.
Bae
,
H.
Kim
,
Y.
Lee
,
X.
Xu
,
J.-S.
Park
,
Y.
Zheng
,
J.
Balakrishnan
,
T.
Lei
,
H.
Ri Kim
,
Y.
Il Song
,
Y.-J.
Kim
,
K. S.
Kim
,
B.
Özyilmaz
,
J.-H.
Ahn
,
B. H.
Hong
, and
S.
Iijima
,
Nat. Nanotechnol.
5
,
574
(
2010
).
8.
Y.
Wang
,
S. W.
Tong
,
X. F.
Xu
,
B.
Özyilmaz
, and
K. P.
Loh
,
Adv. Mater.
23
,
1514
(
2011
).
9.
R. R.
Nair
,
P.
Blake
,
A. N.
Grigorenko
,
K. S.
Novoselov
,
T. J.
Booth
,
T.
Stauber
,
N. M. R.
Peres
, and
A. K.
Geim
,
Science
320
,
1308
(
2008
).
10.
I. W.
Frank
,
D. M.
Tanenbaum
,
A. M.
van der Zande
, and
P. L.
McEuen
,
J. Vac. Sci. Technol., B
25
(
6
),
2558
(
2007
).
11.
K. S.
Kim
,
Y.
Zhao
,
H.
Jang
,
S. Y.
Lee
,
J. M.
Kim
,
K. S.
Kim
,
J.-H.
Ahn
,
P.
Kim
,
J.-Y.
Choi
, and
B. H.
Hong
,
Nature
457
,
706
(
2009
).
12.
X.
Li
,
G.
Zhang
,
X.
Bai
,
X.
Sun
,
X.
Wang
,
E.
Wang
, and
H.
Dai
,
Nat. Nanotechnol.
3
,
538
(
2008
).
13.
P.
Blake
,
P. D.
Brimicombe
,
R. R.
Nair
,
T. J.
Booth
,
D.
Jiang
,
F.
Schedin
,
L. A.
Ponomarenko
,
S. V.
Morozov
,
F.
Gleeson
,
E. W.
Hill
,
A. K.
Geim
, and
K. S.
Novoselov
,
Nano Lett.
8
,
1704
(
2008
).
14.
X.
Li
,
Y.
Zhu
,
W.
Cai
,
M.
Borysiak
,
B.
Han
,
D.
Chen
,
R. D.
Piner
,
L.
Colombo
, and
R. S.
Ruoff
,
Nano Lett.
9
,
4359
(
2009
).
15.
M.
Dragoman
,
D.
Neculoiu
,
D.
Dragoman
,
G.
Deligeorgis
,
G.
Konstantinidis
,
A.
Cismaru
,
F.
Coccetti
, and
R.
Plana
,
IEEE Microwave Mag.
11
,
81
(
2010
).
16.
A. N.
Grigorenko
,
M.
Polini
, and
K. S.
Novoselov
,
Nat. Photonics
6
,
749
(
2012
).
17.
M.
Bozzi
,
L.
Pierantoni
, and
S.
Bellucci
,
Radioengineering
24
,
661
(
2015
).
18.
M.
Dragoman
,
D.
Neculoiu
,
A.-C.
Bunea
,
G.
Deligeorgis
,
M.
Aldrigo
,
D.
Vasilache
,
A.
Dinescu
,
G.
Konstantinidis
,
D.
Mencarelli
,
L.
Pierantoni
, and
M.
Modreanu
,
Appl. Phys. Lett.
106
,
153101
(
2015
).
19.
X.
Huang
,
T.
Leng
,
M.
Zhu
,
X.
Zhang
,
J.
Chen
,
K.
Chang
,
M.
Aqeeli
,
A. K.
Geim
,
K. S.
Novoselov
, and
Z.
Hu
,
Sci. Rep.
5
,
18298
(
2015
).
20.
M.
Jung
,
P.
Rickhaus
,
S.
Zihlmann
,
P.
Makk
, and
C.
Schönenberger
,
Nano Lett.
16
,
6988
(
2016
).
21.
O.
Balci
,
E. O.
Polat
,
N.
Kakenov
, and
C.
Kocabas
,
Nat. Commun.
6
,
6628
(
2015
).
22.
A. C.
Ferrari
,
J. C.
Meyer
,
V.
Scardaci
,
C.
Casiraghi
,
M.
Lazzeri
,
F.
Mauri
,
S.
Piscanec
,
D.
Jiang
,
K. S.
Novoselov
,
S.
Roth
, and
A. K.
Geim
,
Phys. Rev. Lett.
97
,
187401
(
2006
).
23.
J.
Yuan
,
L.-P.
Ma
,
S.
Pei
,
J.
Du
,
Y.
Su
,
W.
Ren
, and
H.-M.
Cheng
,
ACS Nano
7
,
4233
(
2013
).
24.
Y.
Wu
,
Y.
Wu
,
K.
Kang
,
Y.
Chen
,
Y.
Li
,
T.
Chen
, and
Y.
Xu
,
AIP Adv.
6
,
095014
(
2016
).
25.
M.
Dragoman
,
A.
Cismaru
,
A.
Stefanescu
,
A.
Dinescu
, and
D.
Dragoman
, in
Microwave Conference (EuMC)
(
IEEE
,
2013
), pp.
530
532
.
You do not currently have access to this content.