本文選題：石墨烯納米帶 + 表面等離子體波��； 參考：《東南大學》2015年碩士論文

【摘要】：石墨烯(Graphene)是由單層碳原子緊密堆積成并呈現(xiàn)出蜂窩狀晶體結構的二維材料。作為新興的二維晶體材料,它具有非同尋常的導電性能、極高的電子遷移率、極低的電阻率、極好的透光率和超高的機械強度。與傳統(tǒng)材料金屬上的表面等離子體波相比,石墨烯所支持的表面等離子體波具有以下幾個明顯的優(yōu)勢：其一,具有很強的束縛性,即突破衍射極限的能力更強；其二,具有可調(diào)性,可以通過外加電壓、化學摻雜、電場、磁場等手段來實現(xiàn)對石墨烯表面等離子體波特性的調(diào)控；其三,具有柔性,石墨烯表面等離子體波可以實現(xiàn)一些柔性器件的設計。本文圍繞石墨烯表面等離子體波傳輸特性及其相關器件的設計進行深入研究,為進一步研究石墨烯的應用奠定基礎。本論文的主要研究內(nèi)容安排如下：(1)石墨烯及其表面等離子體波的簡介以及對目前石墨烯表面等離子體波的研究進展的綜述。(2)研究石墨烯的電磁特性——復表面電導率以及分析了其在不同條件下的化簡形式；對石墨烯進行準確電磁建模并結合麥克斯韋方程組推導出相關的等效介電常數(shù)；在此基礎上,分析并給出石墨烯表面等離子體波的特征電參數(shù)。(3)對石墨烯納米帶的模式進行分析,分析石墨烯納米帶寬度變化對偶邊緣模式、奇邊緣模式、波導模式的傳輸特性的影響；接下來,就其中偶邊緣模式的傳輸特性進行詳細的分析,研究石墨烯的化學勢、石墨烯納米帶寬度對偶邊緣模式傳輸特性的調(diào)控。(4)基于石墨烯納米帶偶邊緣模式設計一款立體等離子體波導諧振器,研究并分析幾何尺寸和化學勢對諧振器的調(diào)控；最后,同樣基于石墨烯納米帶的偶邊緣模式,通過理論設計與數(shù)值實驗實現(xiàn)基本邏輯門的設計。
[Abstract]:Graphene (Graphene) is a two-dimensional material composed of single-layer carbon atoms and honeycomb crystal structure. As a new two-dimensional crystal material, it has extraordinary conductivity, high electron mobility, very low resistivity, excellent transmittance and high mechanical strength. Compared with the surface plasma wave on the metal of traditional materials, the surface plasma wave supported by graphene has the following obvious advantages: first, it has strong binding ability, that is, the ability to break through the diffraction limit is stronger; second, the surface plasma wave supported by graphene has the following obvious advantages: first, the ability to break through the diffraction limit is stronger; It can regulate the surface plasma wave characteristics of graphene by means of applied voltage, chemical doping, electric field, magnetic field and so on. Some flexible devices can be designed by surface plasma wave of graphene. In this paper, the surface plasma wave propagation characteristics of graphene and the design of related devices are studied in depth, which lays a foundation for further research on the application of graphene. The main research contents of this thesis are as follows: (1) introduction of graphene and its surface plasma waves and a review of recent progress in the research of graphene surface plasma waves. Conductivity and its simplified form under different conditions are analyzed. On the basis of accurate electromagnetic modeling of graphene and Maxwell's equations, the equivalent dielectric constant is derived. The characteristic electric parameters of graphene surface plasma wave are analyzed and the modes of graphene nanobelts are analyzed. The effects of the width variation of graphene nanobelts on the propagation characteristics of dual edge mode odd-edge mode and waveguide mode are analyzed. Then, the transport characteristics of the even edge mode are analyzed in detail, and the chemical potential of graphene is studied. Based on graphene nanobandle pair edge mode, a three-dimensional plasma waveguide resonator is designed to study and analyze the geometric size and chemical potential of the resonator. Based on the even edge model of graphene nanoribbons, the basic logic gate is designed by theoretical design and numerical experiment.
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ127.11;TN629.1

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本文編號：1946379