基于石墨烯的太赫茲輻射理論及方法研究.pdf

1、太赫茲波是波長(zhǎng)介于0.03mm～3mm，相應(yīng)頻率介于0.1～10THz之間的電磁波，是連接電子學(xué)與光子學(xué)的關(guān)鍵波段，在科學(xué)技術(shù)上具有突出的應(yīng)用價(jià)值。石墨烯作為一種新型的二維單晶材料，是目前物理科學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)，石墨烯以其優(yōu)異的光學(xué)耦合、電子輸運(yùn)、電磁學(xué)和其它新奇的性質(zhì)而備受青睞。石墨烯具有眾多的新穎物理現(xiàn)象和應(yīng)用潛能，其中在THz科學(xué)上的應(yīng)用前景尤為廣闊。由于本身電子和空穴無(wú)間隙的線性能級(jí)結(jié)構(gòu)使得石墨烯在THz頻段擁有很好的

2、負(fù)電導(dǎo)率特性以及可作為THz源和放大的材料。
　　本文研究的主要內(nèi)容包括：闡述了基于石墨烯太赫茲輻射的物理機(jī)制，對(duì)石墨烯表面等離子體、Cherenkov輻射和光子晶體的傳輸特性三個(gè)相關(guān)部分做了必要討論。對(duì)數(shù)值模擬的方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹和分析，選用直接求解Maxwell方程組的方法解決Cherenkov輻射問(wèn)題，對(duì)比了時(shí)域有限差分法、平面波展開(kāi)法和傳輸矩陣法，優(yōu)選傳輸矩陣法來(lái)計(jì)算光子晶體能帶結(jié)構(gòu)。分析了石墨烯的電磁特征、電子束的移動(dòng)速