石墨烯復(fù)折射率和電導(dǎo)率測(cè)量方法設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、石墨烯作為一種二維材料，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于光電器件的制作。復(fù)折射率和電導(dǎo)率是反映其電學(xué)特性和光學(xué)特性的兩個(gè)重要參數(shù)。傳統(tǒng)測(cè)量復(fù)折射率的方法如橢偏法具有測(cè)量?jī)x器昂貴復(fù)雜和光學(xué)建模難度大的缺點(diǎn)，同時(shí)測(cè)量過程中沒有引入光波導(dǎo)，測(cè)量結(jié)果對(duì)石墨烯光電器件的設(shè)計(jì)參考價(jià)值不大。傳統(tǒng)測(cè)量石墨烯電導(dǎo)率的方法需要在其表面蒸鍍金屬電極，工藝難度大，且引入了接觸電阻。因此，設(shè)計(jì)一種石墨烯混合光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的測(cè)量石墨烯復(fù)折射率和電導(dǎo)率對(duì)于石墨烯光電器件的研究具有重要的

2、意義。
　　本論文基于上述研究背景，提出了一種石墨烯-長(zhǎng)周期光纖光柵混合波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)用于測(cè)量石墨烯復(fù)折射率和電導(dǎo)率，重點(diǎn)研究了這一混合波導(dǎo)的測(cè)量理論和制備實(shí)驗(yàn)，主要完成以下工作：
　　首先，本文對(duì)石墨烯基本光電特性和長(zhǎng)周期光纖光柵的理論進(jìn)行了闡述。針對(duì)石墨烯復(fù)折射率電導(dǎo)率的關(guān)系進(jìn)行了探討，分析了其可調(diào)控性。根據(jù)耦合模理論分析了長(zhǎng)周期光纖光柵的透射率，且對(duì)其透射譜進(jìn)行仿真，為后文石墨烯-長(zhǎng)周期光纖光柵混合波導(dǎo)的建模奠定了理論基礎(chǔ)

3、。
　　其次，本文根據(jù)兩種方法建立了混合波導(dǎo)模型的包層模本征方程。對(duì)于第一種石墨烯復(fù)折射率包層模型，本文通過求解其本征方程，分析了石墨烯折射率實(shí)部和虛部對(duì)求解結(jié)果的影響，研究了石墨烯折射率實(shí)部和虛部對(duì)長(zhǎng)周期光纖光柵諧振波長(zhǎng)的影響。對(duì)于第二種表面電流模型，從電場(chǎng)的矢量模型出發(fā)，推導(dǎo)了其包層模本征方程，利用圖解法研究了其求解結(jié)果。
　　然后，本文對(duì)長(zhǎng)周期光纖光柵的制作和石墨烯的制備進(jìn)行了研究，利用拉曼光譜對(duì)石墨烯進(jìn)行了表征，完成