碳納米管天線輻射太赫茲波理論研究.pdf

1、太赫茲波是頻率從O.ITHz—IOTHz內(nèi)的電磁輻射,目前太赫茲技術(shù)的發(fā)展也顯示了其優(yōu)越的應(yīng)用前景。在太赫茲輻射源的研究中,大功率、便攜式、小型化的太赫茲輻射源對(duì)太赫茲技術(shù)的應(yīng)用和推廣具有重要的意義。和已有太赫茲輻射源材料相比,碳納米管材料作為新型納米材料的代表,許多國(guó)內(nèi)外科研工作人員研究了碳納米管材料在太赫茲波段的特性,碳納米管在太赫茲輻射源方面有著廣泛的應(yīng)用前景。本文則通過(guò)分析碳納米管材料的電子能級(jí)及其電磁輻射特性,研究了碳納米管天

2、線輻射太赫茲波理論。具體的工作如下:
　　(1)介紹了太赫茲輻射源當(dāng)前的現(xiàn)狀及其碳納米管物理性質(zhì)。目前作為太赫茲輻射源產(chǎn)生的研究方法來(lái)說(shuō),主要有光學(xué)方法和電子學(xué)方法,分別對(duì)兩種太赫茲源輻射方法做了具體的闡述。碳納米管材料作為納米材料的代表之一,具有優(yōu)秀的物理電學(xué)性質(zhì),主要針對(duì)碳納米管研究發(fā)展歷程及其光電性質(zhì)作了具體的闡述和分析。
　　(2)碳納米管作為碳元素的一種同素異構(gòu)體,自從發(fā)現(xiàn)以來(lái)一直得到許多科研工作者的關(guān)注。論文從碳

3、納米管基本的電子能結(jié)構(gòu)出發(fā),研究了碳納米管的電子輸運(yùn)性質(zhì)。碳納米管可以認(rèn)為是由石墨層卷曲而成,利用石墨結(jié)構(gòu)的構(gòu)造,給出了單壁碳納米管的結(jié)構(gòu)模型;其次給出了碳納米管的電子能級(jí)表達(dá)式及其半導(dǎo)體性和導(dǎo)體性質(zhì)的微觀依據(jù);最后給出單壁碳納米管的等效電路圖:分別可以用電阻、電感和電容等物理量來(lái)表示。
　　(3)目前,光電導(dǎo)天線產(chǎn)生太赫茲波輻射的方法已經(jīng)應(yīng)用于其他光電導(dǎo)材料。本文研究了碳納米管光電導(dǎo)天線輻射太赫茲波理論。在碳納米管偶極天線中,由

4、碳納米管材料的半導(dǎo)體性質(zhì),在兩個(gè)電極之間產(chǎn)生一個(gè)電容器結(jié)構(gòu),并存儲(chǔ)了靜電勢(shì)能。如果激光照射在碳納米管半導(dǎo)體電極的間隙時(shí),當(dāng)光子的能量大于碳納米管半導(dǎo)體能隙,在激光照射的區(qū)域就會(huì)產(chǎn)生光生載流子。在兩電極所加的直流偏置電場(chǎng)作用下加速運(yùn)動(dòng),載流子在產(chǎn)生復(fù)合的過(guò)程中會(huì)有電磁波的產(chǎn)生,當(dāng)輻射頻率在太赫茲頻段時(shí),就形成太赫茲波脈沖輻射。
　　(4)通過(guò)碳納米管光混頻器的天線阻抗、電導(dǎo)和外加偏壓的分析,在小信號(hào)輸入功率條件下,理論上對(duì)輸出功率做