基于石墨烯的寬帶太赫茲波調(diào)控技術研究.pdf

1、太赫茲波在無線通信、反恐安保、醫(yī)藥檢測、高分辨無損成像等領域具有巨大的應用潛力。構(gòu)建實用化的太赫茲應用系統(tǒng)，在源和檢測器件之外，還需要研制高性能的太赫茲傳輸調(diào)控器件。近年來，石墨烯因其獨特的能帶結(jié)構(gòu)和電學輸運性能受到廣泛關注，石墨烯在太赫茲功能器件領域也展現(xiàn)出巨大的潛在應用價值。本論文以此為研究背景，分別采用光學調(diào)控和電學調(diào)控兩種方式實現(xiàn)并制備了基于石墨烯的THz波調(diào)制器，并對其不同情況下的THz波調(diào)制性能做了深入研究。
　　首先

2、，本論文研究了化學氣相沉積法（CVD）制備的大面積石墨烯的轉(zhuǎn)移方法，并對轉(zhuǎn)移石墨烯的工藝流程和工藝參數(shù)進行了優(yōu)化。通過對石墨烯轉(zhuǎn)移工藝的優(yōu)化，有效解決了在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)移工藝中石墨烯表面容易殘留金屬雜質(zhì)顆粒和光刻膠殘留的問題。
　　然后，利用以高阻硅片為襯底的石墨烯薄膜，在光激發(fā)下產(chǎn)生大量光激發(fā)載流子，使得THz波透射率下降的效應，研究并制備了硅基石墨烯THz波光控調(diào)制器。然而，石墨烯表面因易受到表面雜質(zhì)、水汽吸附和荷電雜質(zhì)散射等影響，導

3、致石墨烯的遷移率，跨導等電學性能的大幅下降。本文通過旋涂不同厚度的3-氨基丙基三乙氧基硅烷（3-AT）和二甲基甲砜（DMSO）對石墨烯薄膜進行表面改性，改善石墨烯輸運性能，進而增強對THz波的調(diào)制效果。
　　最后，制備基于石墨烯場效應晶體管的THz波調(diào)制器。在本項工作中，我們提出一種石墨烯晶體管（GFET）太赫茲波調(diào)制器件。該調(diào)制器采用Al2O3來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的SiO2柵介質(zhì)層。氧化鋁相較于二氧化硅具有較高的介電常數(shù)，可以有效地減少石