太赫茲波被認為是現(xiàn)有無線通信頻段資源日趨稀缺后的熱門頻段,以太赫茲波為通信載體的系統(tǒng)以其傳輸速率高、帶寬大、抗干擾性強等優(yōu)點備受國內(nèi)外相關(guān)研究單位關(guān)注,在太赫茲源和探測器的問題被相繼解決之后,作為太赫茲通信關(guān)鍵功能器件之一的太赫茲波信號調(diào)制器成為研究熱點。本文結(jié)合二維材料石墨烯的優(yōu)異特性,制備了石墨烯場效應(yīng)管太赫茲波電學(xué)調(diào)制器和柔性鉍納米柱/石墨烯復(fù)合超材料結(jié)構(gòu)太赫茲波調(diào)制器。本文中,我們首先對濕法轉(zhuǎn)移CVD銅基單層石墨烯薄膜進行了討論,針對實驗過程中的問題對轉(zhuǎn)移過程進行了相應(yīng)的優(yōu)化,從而獲得高質(zhì)量單層石墨烯薄膜。然后基于脈沖激光沉積生長HfO₂柵介質(zhì)薄膜并由此制備背柵石墨烯場效應(yīng)管,因該種手段制備的薄膜質(zhì)量較差、耐壓較低,在可用柵壓范圍內(nèi)不能夠有效調(diào)節(jié)石墨烯薄膜中載流子濃度,其太赫茲調(diào)制效果也較差。因此我們使用原子層沉積系統(tǒng)制備了高質(zhì)量的HfO₂薄膜,60 nm耐壓可達到40 V以上,在其可用柵壓范圍內(nèi)可以有效控制石墨烯薄膜中載流子濃度,且氧化鉿為高k介質(zhì),基于此制備的場效應(yīng)管具有較大跨導(dǎo),從而提高器件對于太赫茲波的調(diào)制深度和速度,通過測試...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 太赫茲波段特性及應(yīng)用
    1.3 太赫茲波調(diào)控技術(shù)研究
    1.4 太赫茲波柔性器件發(fā)展
    1.5 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 石墨烯轉(zhuǎn)移工藝及測試
    2.1 二維材料石墨烯簡介
    2.2 二維材料石墨烯的應(yīng)用
    2.3 單層石墨烯轉(zhuǎn)移工藝與優(yōu)化
    2.4 單層石墨烯薄膜測試
        2.4.1 單層石墨烯拉曼光譜分析
        2.4.2 單層石墨烯電學(xué)測試
    2.5 本章小結(jié)
第三章 硅基石墨烯場效應(yīng)管太赫茲波調(diào)制器
    3.1 硅基石墨烯場效應(yīng)管原理及制備流程
    3.2 氧化鉿薄膜制備方法
        3.2.1 PLD制備氧化鉿薄膜
        3.2.2 ALD制備氧化鉿薄膜
    3.3 氧化鉿薄膜表征
        3.3.1 薄膜表征方法
        3.3.2 PLD制備氧化鉿薄膜表征
        3.3.3 ALD制備氧化鉿薄膜表征
    3.4 場效應(yīng)管電學(xué)性能測試
        3.4.1 PLD生長氧化鉿制備場效應(yīng)管電學(xué)測試
        3.4.2 ALD生長氧化鉿制備場效應(yīng)管電學(xué)測試
    3.5 太赫茲波調(diào)制測試
        3.5.1 太赫茲波時域光譜系統(tǒng)測試原理
        3.5.2 PLD生長氧化鉿制備場效應(yīng)管太赫茲波調(diào)制測試
        3.5.3 ALD生長氧化鉿制備場效應(yīng)管太赫茲波調(diào)制測試
    3.6 本章小結(jié)
第四章 柔性鉍納米柱/石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)太赫茲波調(diào)制器
    4.1 鉍納米柱結(jié)構(gòu)制備
    4.2 柔性基底的選擇和制備
    4.3 柔性鉍納米柱/石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)及制備流程
    4.4 柔性鉍納米柱/石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)太赫茲波調(diào)制測試
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻
碩士期間所取得的研究成果



本文編號：3827709