石墨烯太赫茲探測器的設(shè)計與加工關(guān)鍵技術(shù).pdf

1、太赫茲(THz)波為頻率處于0.1THz與10THz之間電磁波,太赫茲波具有光子能量低,時間和空間相干性高、穿透性強等特點,在無損檢測、醫(yī)學成像、電子對抗、雷達、遙感、外層空間寬帶通信等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。近年來隨著反恐、安檢、緝毒以及現(xiàn)場無損檢測等領(lǐng)域?qū)ξ⑿⌒吞掌澫到y(tǒng)的需求日益迫切,高靈敏度、響應(yīng)快速、室溫工作的微型化THz探測器的逐漸成為太赫茲技術(shù)研究的熱點。本論文基于石墨烯材料的高載流子遷移率、能隙可調(diào)等特性,提出開展基于石

2、墨烯的太赫茲探測器的相關(guān)基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究,以期為高靈敏度室溫太赫茲探測器的研究奠定理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
　　論文研究了石墨烯太赫茲探測器的工作的基本原理和數(shù)學模型,進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計與仿真;研究了石墨烯納米帶的制備關(guān)鍵技術(shù)和石墨烯探測器的加工技術(shù),制作出了探測器的原理樣品,并對探測器部分參數(shù)進行了測試。本論文主要研究內(nèi)容如下:
　　①論文在綜合分析太赫茲探測器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,針對太赫茲探測器對靈敏度和響應(yīng)速度的要求,

3、提出開展高靈敏室溫石墨烯太赫茲探測器。
　?、诨谑┠芟墩{(diào)控機理,提出了基于柵壓調(diào)控雙層石墨烯及石墨烯納米帶p-i-n的兩種太赫茲探測器結(jié)構(gòu)。在綜合考慮載流子遷移、擴散、生成、復(fù)合等因素基礎(chǔ)上,研究了太赫茲探測器數(shù)學模型?；谠摂?shù)學模型,采用多物理場建模與仿真軟件COMSOL Multiphysics對柵控雙層石墨烯太赫茲探測器和石墨烯納米帶探測器進行仿真分析。完成兩種探測器的結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計與優(yōu)化。
　　③研究了石墨烯納