本文選題：石墨烯納米帶 + 表面等離子體波��； 參考：《東南大學(xué)》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(jié)構(gòu)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(dǎo)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(jī)械強(qiáng)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(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)：其一,具有很強(qiáng)的束縛性,即突破衍射極限的能力更強(qiáng)；其二,具有可調(diào)性,可以通過(guò)外加電壓、化學(xué)摻雜、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)現(xiàn)一些柔性器件的設(shè)計(jì)。本文圍繞石墨烯表面等離子體波傳輸特性及其相關(guān)器件的設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究,為進(jìn)一步研究石墨烯的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。本論文的主要研究?jī)?nèi)容安排如下：(1)石墨烯及其表面等離子體波的簡(jiǎn)介以及對(duì)目前石墨烯表面等離子體波的研究進(jìn)展的綜述。(2)研究石墨烯的電磁特性——復(fù)表面電導(dǎo)率以及分析了其在不同條件下的化簡(jiǎn)形式；對(duì)石墨烯進(jìn)行準(zhǔn)確電磁建模并結(jié)合麥克斯韋方程組推導(dǎo)出相關(guān)的等效介電常數(shù)；在此基礎(chǔ)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(duì)石墨烯納米帶的模式進(jìn)行分析,分析石墨烯納米帶寬度變化對(duì)偶邊緣模式、奇邊緣模式、波導(dǎo)模式的傳輸特性的影響；接下來(lái),就其中偶邊緣模式的傳輸特性進(jìn)行詳細(xì)的分析,研究石墨烯的化學(xué)勢(shì)、石墨烯納米帶寬度對(duì)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(shè)計(jì)一款立體等離子體波導(dǎo)諧振器,研究并分析幾何尺寸和化學(xué)勢(shì)對(duì)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(guò)理論設(shè)計(jì)與數(shù)值實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)基本邏輯門(mén)的設(shè)計(jì)。
[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(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TQ127.11;TN629.1

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本文編號(hào)：1946379