介电常数近零（Epsilon-near-zero,ENZ）材料,作为一种特殊的超材料展现出很多奇特的电磁特性。时空场变化的失耦导致了在ENZ材料中传播的电磁波具有无穷大波长和相速度、均匀分布的相位和场。基于独特的性质,ENZ材料已经被宽广的应用于调控电磁波与物质的相互作用,主要开展定向辐射器件、集成电吸收调制器、非线性光学、传输波导器件和全光电路板等应用研究。然而,鲜有人关注ENZ材料在新型功能天线如可重构的等离子天线和形变无关的柔性天线中的应用。我们回顾了ENZ超材料的研究背景与最新进展,并总结了基本理论,然后基于ENZ材料研究了可重构的双波长分子传感器、等离子天线与ENZ模的耦合效应,以及形变不敏感的曲面天线。本文的主要内容和结论如下:（1）基于等离子天线集成ENZ材料的可重构双波长折射率传感器折射率传感器能用来探测微小折射率的变化,已经引起了广泛的关注。通过结合波导模与ENZ模,我们从数值上提出了一种可重构的传感平台。我们首先利用一个非对称的堆叠的金属—介质多层结构集成ENZ纳米薄膜分别在1144nm和1403nm激发了波导模和ENZ模,实现了一个双波长的完美吸收器。我们研究了光吸收的结构尺寸效应和鲁棒性,为器件的制备提供指导。接着,基于氧化铟锡（indium tin oxide,ITO）的电场调控特性,证明了一个双波长的单模电吸收调制器。最后,我们通过葡萄糖溶液的例子证明了高性能的双波长生物传感器,该器件不需要棱镜耦合,易于小型化,因此设计的传感平台在微流系统、探测器和电吸收调制器中有着潜在的应用。（2）等离子天线与ENZ模的耦合效应,及在增强光吸收带宽中的应用ENZ模与等离子共振模耦合可以调控电磁波与物质的相互作用,实现复杂的频谱成形。我们首先利用一个等离子贴片天线集成ITO超薄膜得到了反射谱的两个极化分支和34%的拉比分裂,证明了ENZ模与gap等离子模的强耦合现象。接着,我们将ENZ模耦合到gap等离子模提出了增强光吸收带宽的新方法,在波长1400～1655nm,实现了超过99%的光吸收。此外,通过改变等离子天线介质层的厚度,我们研究了这两个模的耦合强度。最后,基于高光吸收的碳基材料,设计、制备和表征了具有高灵敏度的固体的光声透镜。基于碳/聚二甲基硅氧烷复合材料制备的固体光声传感器实现了一个长轴和短轴分别约为230μm和90μm的椭圆的聚焦区域,并通过在明胶凝胶体模上扫描焦点证明它的消融效应。（3）基于基片集成波导（substrate integrated waveguide,SIW）的形变、长度无关的曲面ENZ天线传统天线的辐射特性与其形状和尺寸息息相关,限制了天线的集成化应用。我们总结了SIW的结构特点,证明了SIW在截止频率时具有ENZ特性,并分析了SIW的宽度对ENZ参数的影响。接着,我们研究了基于SIW的平面ENZ天线的辐射特性,并证明了工作频率对长度不敏感。在拥有ENZ特性的SIW内传播的电磁波被证明具有无穷大相速度和均匀电场分布。基于这个特性,我们设计、加工和测试了具有相同口径、不同长度的单和双弯曲的SIW-ENZ天线。通过对比E面和H面的方向图,证明这两个不同形状和尺寸的天线的辐射特性几乎保持一致。实验的结果与模拟值一致,且曲面SIW-ENZ天线具有低的交叉极化水平。因此,我们提出并证明了一种形变、长度不敏感的柔性SIW-ENZ天线的设计平台。