近期,表面等离子体激元被人们用在解决传统光学器件的衍射极限问题上。传统的表面等离子体激元是一种局限在金属表面的自由电子和光子相互作用的激发态倏逝波,它沿着金属和介质的交界面呈波浪形传播,且它只工作在光学频段。为了提高表面等离子体激元应用的广泛性,本文将人工电磁材料同它结合,研究了多种情况下它的电磁特性。人工电磁材料是通过人工方式加工或合成的,具有周期或准周期结构以及特异电磁性质的复合材料。本文用到了石墨烯和磁单负材料。本文提出带状的石墨烯和磁单负材料可以支持表面等离子体激元传播的观点,并分别对其进行了理论推导、数值计算和仿真验证。通过对石墨烯的电导率、色散关系、波长、场分布等进行分析,得出纳米级的石墨烯能够支持表面等离子体激元在太赫兹频段传播的结论。对磁单负材料的研究,分为两部分。第一部分是只考虑单一交界面,即材料足够厚,使得材料上下表面的波不会相互影响的情况。此时,传播在材料和介质交界面上的波的波长在毫米量级。对这种情况采用了类似于传统表面等离子体激元的分析步骤和方法,先推导其色散关系,并得出其波长、传播距离、趋肤深度等的公式,然后带入数值进行计算,同仿真结果进行对比验证。第二部分是材料足够薄的情况,此时材料上下表面的波会相互影响,需从分析多层介质入手。这里材料的厚度和表面等离子体激元的波长均在微米量级,此时波的工作频率同第一种情况的一样,都是微波频段。本文也对其进行了理论推导,得到本征方程,通过Matlab计算得到了表面等离子体激元的波长,最后进行了仿真验证。研究表明,石墨烯和磁单负材料确实可以为表面等离子体激元的传播提供平台。本文为表面等离子体激元在器件制造等领域的广泛应用提供了理论基础。