磁谐振超材料是由两种及以上材料通过人工合成获得的三维周期性分布的元胞结构,可以产生自然界常规材料所不具有的优化组合的物理性能。由于在中红外波段,常见的铁磁性材料会失去磁性能,所以在该波段实现人工磁谐振效应是器件实现首先需要解决的问题。而金属基超材料由于本身存在的固有损耗导致在中红外波段磁响应的实现进展缓慢,陶瓷材料难以制备微纳米级的结构,所以本文为了解决高损耗和难集成的问题,提出使用半导体(碲、锗、硅)材料设计的块状结构实现在中红外波段的磁谐振的方法。本文通过数值仿真和理论分析相结合的方法,详细的研究了选用的半导体材料及设计的结构在中红外实现磁谐振的可能性,并对影响谐振性能的主要参数做了系统的研究。基于Mie散射理论和介质谐振器理论,通过COMSOL和FDTD仿真工具,对所设计的超材料结构进行计算,获得相应的传输谱、电场分布以及磁谐振增强因子等数据,结合理论分析,验证了半导体(碲、锗、硅)材料设计的块状周期性结构在中红外波段实现磁谐振的可行性。通过FDTD仿真计算,发现半导体材料的折射率和基板材料对介质超材料的设计至关重要。随着介质折射率增大,谐振波长会发生红移现象,超材料获得的磁谐振响应越强烈;基板需要选择无损耗或者损耗很小的透光材料,否则影响磁谐振性能,而且基板的折射率相比介质块的折射率越小越好,基板折射率越小,磁谐振增强越大。最后,深入研究了半导体介质超材料的主要结构参数(介质块边长L、介质间距W以及介质厚度T)对其电磁谐振性能的影响,并分析了产生这些变化的原因。在研究的基础上总结出电磁谐振性能同结构参数之间的变化规律,并总结出相应的经验公式,由所得规律,可以根据实际需求实现在中红外波段设计相应的超材料结构尺寸来实现所需的谐振性能。本文的研究工作可以为今后的理论研究及中红外波段磁谐振响应器件的实现提供指导意义。