本文選題：單晶石墨烯 + 倍頻器��； 參考：《物理學(xué)報》2017年21期

【摘要】：石墨烯作為一種擁有高電子遷移率和高飽和速度的二維材料,在射頻電子學(xué)領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力,引起了人們廣泛的研究興趣.近些年隨著化學(xué)氣相沉積制備石墨烯技術(shù)的發(fā)展,高質(zhì)量大尺寸的單晶石墨烯生長技術(shù)也愈加成熟.本文基于化學(xué)氣相沉積生長的毫米級單晶石墨烯,在高介電常數(shù)介質(zhì)上制備出高性能的石墨烯倍頻器,并且對其倍頻特性做了系統(tǒng)的研究.研究結(jié)果表明:在輸入信號頻率為1 GHz時,倍頻增益可以達(dá)到-23.4 dB,頻譜純度可以達(dá)到94%.研究了不同漏極偏壓以及輸入信號功率下倍頻增益的變化特性,隨著漏極偏壓以及輸入信號功率的增加,倍頻增益增加.對具有不同跨導(dǎo)和電子空穴電導(dǎo)對稱性的器件的倍頻增益和頻譜純度隨輸入信號頻率f_(in)的變化關(guān)系進(jìn)行了研究.結(jié)果表明,跨導(dǎo)對于倍頻增益影響顯著,在f_(in)=1 GHz時器件的頻譜純度差別不大,均大于90%,但是隨著f_(in)增加至4 GHz,電子空穴電導(dǎo)對稱性較差的器件頻譜純度下降至42%,電子空穴電導(dǎo)對稱性較好的器件仍能保持85%的頻譜純度.這是電子空穴電導(dǎo)對稱性和電子空穴響應(yīng)速度共同作用的結(jié)果.本文的研究結(jié)果對于高性能石墨烯倍頻器設(shè)計具有一定的指導(dǎo)意義.
[Abstract]:Graphene, as a two-dimensional material with high electron mobility and high saturation velocity, has great application potential in the field of radio-frequency electronics. In recent years, with the development of the technology of preparing graphene by chemical vapor deposition, the growth technology of high quality and large size single crystal graphene has become more and more mature. In this paper, based on millimeter single crystal graphene grown by chemical vapor deposition, a high performance graphene frequency multiplier is prepared in high dielectric constant medium, and its frequency doubling characteristics are systematically studied. The results show that when the input signal frequency is 1 GHz, the frequency doubling gain can reach -23.4 dB, and the spectral purity can reach 94. 4 dB. The characteristics of frequency doubling gain under different drain bias and input signal power are studied. The frequency doubling gain increases with the increase of drain bias and input signal power. The relationship between the frequency doubling gain and the spectral purity of the devices with different transconductance and electron hole conductance symmetry is studied. The results show that transconductance has a significant effect on the frequency doubling gain, and the spectral purity of the device is not different when f_(in)=1 GHz is used. All of them are larger than 90, but with the increase to 4 GHz, the spectral purity of the devices with poor electron-hole conductance symmetry decreases to 42, and the devices with better electron-hole conductance symmetry can still maintain the spectral purity of 85%. This is the result of the interaction of electron hole conductance symmetry and electron hole response velocity. The results of this paper have certain guiding significance for the design of high performance graphene doubler.
【作者單位】： 華中科技大學(xué)光學(xué)與電子信息學(xué)院;華中科技大學(xué)國家脈沖強(qiáng)磁場科學(xué)中心(籌);
【基金】：國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號:61390504,61574066,11404118)資助的課題~~
【分類號】：TN771

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本文編號：1937745