石墨烯太赫茲探測器的設(shè)計(jì)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(shí)間和空間相干性高、穿透性強(qiáng)等特點(diǎn),在無損檢測、醫(yī)學(xué)成像、電子對抗、雷達(dá)、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(diǎn)。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(xué)模型,進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jìn)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(jī)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(kuò)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(xué)模型?；谠摂?shù)學(xué)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(jìn)行仿真分析。完成兩種探測器的結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。
　?、垩芯苛耸┘{