石墨烯电子传输特性及相关太赫兹器件的研究

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1、万方数据论文题目：石墨烯电子传输特性及相关太赫兹器件的研究作者姓名：专业名称：论文提交日期：论文答辩日期：授予学位日期：垄Q曼垒生量且2Q曼垒生受旦研究方向：2万方数据STUDYoFT耻GRA_PHENEELECTRONICPRoPERTIESANDRELATIVETERAHERTZDEⅥCEADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMLASTEROFPⅢLOSol'HYfromShandongUniversityofScienceandTechnologybyYinYihengSupervis

2、or：AssociateProfessorZhangYupingCollegeofElectronic，CommunicationandPhysicsMay20143万方数据声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：尹吸名垣日期：加∽6．I1Ideclarethatthisdissertation，submittedinfulfillmentofthereqummentsfortheaward。fMaster。fPhnos叩hyin—Sharnefed

3、orn蛆gcUendivofersaitcyl‘noowfSlcediengece．TanhedTechnology,iswhoHymyownworkunlessreIerenceⅡoIaclu咀uw-‘’ul；c：工_‘documenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademic4Signature：Date：万方数据山东科技大学硕士学位论文摘要摘要太赫兹波具有一系列与其他频段电磁波不同的性质，在医疗诊断、射电天文、移动通讯和军用雷达等领域具有非常广阔的应用前景。推动太赫兹(THz)技术进一步发展和实际应用，不仅需要解

4、决稳定可靠的THz源，同时还需要提供高灵敏高信噪比的THz探测器，以及高性能的太赫兹功能器件。石墨烯具有独特的零带隙能带结构、室温下电子的超高迁移率、低于铜和银的电阻率、高导热性等特点，成为研制光电器件、特别是太赫兹调制器、探测器的理想材料。因此，对石墨烯电子传输特性及相关太赫兹器件的研究具有重要意义。本文的主要创新点如下：1．基于周期性超晶格理论模型，研究了高斯型石墨烯超晶格的电子带隙和传输特性，运用传输矩阵理论，分析了石墨烯超晶格能带结构，讨论了入射角度、晶格常数对零平●均波数带隙位置的影响。此外，探索了高斯型石墨烯超晶格全方位带隙展宽的方法，将具有不同势垒宽度比值的超晶格组合

5、成一个异质结构实现了全方位带隙的展宽，考虑了势垒宽度对带隙宽度的影响，并证实了势垒宽度的增加也可以实现全方位带隙的展宽。2．研究了基于石墨烯的太赫兹调制器，建立了双层石墨烯太赫兹调制器理论模型，分析了调制器的运行规律并且计算了其调制特性。证实了在较高的调制频率下，当调制频率接近等离子频率时，调制信号可以激发出电子．空穴等离子振荡并且等离子效应可以使得调制深度得到几倍的增加，并讨论了各参数对等离子共振效应的影响。3．研究了多层石墨烯纳米带太赫兹探测器，建立了耗尽区势垒高度随光生空穴浓度变化的理论模型，分析了光照条件下和无光条件下的源极．漏极电流随入射光频率的变化关系并计算了探测器的响

6、应，讨论了底层门电压、介质层厚度、温度以及带隙取值对探测器响应的影响，结果表明多层纳米带结构可以增强光照条件下的源极．漏极电流，得到更高的探测器响应和灵敏度。关键词：石墨烯，超晶格，：笊赫兹，调制器，探测器5万方数据ABSTRACTBecauseofthespecialpositionintheelectromagneticspectrum，theterahertzwavepossessesaseriesofdifferentpropertiesfromotherfrequencywaves．Thesepropertiesdecidedterahertztechnologyhasw

7、ideapplicationprospectsinmedicaldiagnosis，radioastronomy,broadbandmobilecommunications，andmilitaryradar．However,thelackofhighperformancedevicesgreatlylimitstheprogressofterahertztechnology．Graphene，withspecialelectrologyandphotologychar