太赫茲波（Terahertz,THz）處于微觀光子學(xué)和宏觀電子學(xué)之間的區(qū)域,其在很多領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用時(shí),高頻率的電子元器件的物理效應(yīng)往往會(huì)明顯改變,導(dǎo)致性能?chē)?yán)重惡化,因此對(duì)于太赫茲波段器件實(shí)際應(yīng)用的探究成為首要的問(wèn)題。由于光控太赫茲調(diào)制的原理是基于在外激勵(lì)光下材料內(nèi)部產(chǎn)生載流子,載流子的遷移改變了太赫茲波的透過(guò)率,這與光電池材料的工作機(jī)理基本一致,然而光電池材料應(yīng)用在太赫茲波調(diào)諧方向卻鮮有報(bào)道。本論文就是在這一背景下,選取了較有代表性的光電池材料氧化鎢（WO₃）以及氧化鉬（MoO₃）,制備材料薄膜,測(cè)定其在太赫茲波段的傳輸特性及在泵浦光激勵(lì)下其太赫茲調(diào)制能力。后續(xù)采用性能較佳的WO₃薄膜與超材料相結(jié)合的方式,仿真設(shè)計(jì)可調(diào)諧性能良好的太赫茲調(diào)制器件。本論文首先制備了WO₃薄膜和MoO₃薄膜,及其退火后薄膜性能的表征。利用原子力顯微鏡（AFM）測(cè)定了薄膜的厚度;利用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定了薄膜的吸收譜,從中獲得最適宜激發(fā)材料薄膜的激勵(lì)光波長(zhǎng)。搭建太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

太赫茲波在電磁波譜中的位置

哈爾濱理工大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文-3-1.2國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展?fàn)顩r目前常見(jiàn)的THz波調(diào)控技術(shù)大致可分為兩類：電控調(diào)制以及光控調(diào)制。所采取的材料一般為半導(dǎo)體，液晶材料、非線性材料和新興的石墨烯材料，以及人工的超材料等[22]。1.2.1基于電控調(diào)諧太赫茲波現(xiàn)狀1.基于半導(dǎo)體THz波調(diào)制：基于電控的THz波調(diào)制技術(shù)是比較常見(jiàn)的調(diào)制方式，類似于利用激光改變載流子數(shù)目的辦法，電控調(diào)制技術(shù)通過(guò)施加電流的方式，增加材料中載流子的數(shù)目。目前，利用半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的特點(diǎn)來(lái)調(diào)控THz波的途徑獲得了較好的調(diào)諧結(jié)果。2004年T.Kleine-Ostmann[23]等人提出了一種THz波調(diào)制器件，器件基于GaAs/AlGaAs的復(fù)合結(jié)構(gòu)，如圖1-2所示。調(diào)諧的機(jī)理是利用負(fù)的電壓減少電子氣結(jié)構(gòu)中的電子數(shù)目，THz波的調(diào)制深度會(huì)隨著電子氣中的電子密度的減少而逐漸增大。在實(shí)驗(yàn)中，降低了1012cm-2的電子氣體密度，在0.1THz-2THz頻率范圍內(nèi)達(dá)到了接近4%的調(diào)制效果。圖1-2GaAs/AlGaAsHEMTTHz調(diào)制器結(jié)構(gòu)和調(diào)制結(jié)果(a)調(diào)制器結(jié)構(gòu)；(b)不同偏壓下的調(diào)制信號(hào)Fig1-2StructureandmodulationresultsofGaAs/AlGaAsHEMTTHzmodulator.(a)Modulatorstructure;(b)Modulationsignalunderdifferentbiasvoltage

哈爾濱理工大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文-4-2016年，Ma[24]等人報(bào)告了一種THz調(diào)諧器模型，該模型基于電控異質(zhì)結(jié)的機(jī)理，如圖1-3。利用載流子在Si和BFO異質(zhì)結(jié)中遷移能力的區(qū)別，達(dá)到了增強(qiáng)THz波的透射率。實(shí)驗(yàn)在4.8V的電壓下，達(dá)到了接近40%的調(diào)制效率在0.2THz-1.5THz帶寬內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)有效的調(diào)諧。圖1-3基于BiFeO3/Si復(fù)合結(jié)構(gòu)調(diào)諧器3D結(jié)構(gòu)和調(diào)制效果(a)調(diào)諧器件結(jié)構(gòu)；(b)-5V-4.8V電壓范圍內(nèi)調(diào)制效率Fig.1-3StructureandmodulationresultsofBiFeO3/SiHeterojunctionTHzmodulator(a)Modulatorstructure;(b)Modulationdepthunderdifferentbiasvoltage.2.基于液晶THz波調(diào)制：2014年，JerzyWrobel[25]等人通過(guò)電壓調(diào)諧液晶晶向性質(zhì)的方式，結(jié)合液晶與金屬開(kāi)口環(huán)，如圖1-4所示，通過(guò)變化偏壓設(shè)備的電壓，在0-300V范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了超材料19%的透射率改變。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電化學(xué)沉積制備氧化鉬/碳納米管復(fù)合纖維及其電化學(xué)行為[J]. 溫洋洋,鐘小華,洪英哲,李亞利.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2012(08)



本文編號(hào)：3063857