本文關(guān)鍵詞：石墨烯光調(diào)制器的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),石墨烯在光電器件中的應(yīng)用受到了廣泛的關(guān)注,它表現(xiàn)出諸多優(yōu)異的光電特性,使其在下一代微納光電子領(lǐng)域有著巨大的潛力。自2011年起,一系列基于石墨烯的光調(diào)制器先后被成功研制出來(lái),這已顯示出其優(yōu)異的性能和良好的應(yīng)用前景。然而,這類器件面臨著石墨烯-光的相互作用較弱,調(diào)制速率較慢,工藝步驟較為復(fù)雜,成品率較低等問題。為解決這幾個(gè)問題,本文采用微環(huán)諧振腔作為基底,以石墨烯作為有源材料,來(lái)制備高性能的石墨烯光調(diào)制器。具體的研究?jī)?nèi)容如下:1.基于微環(huán)結(jié)構(gòu)的石墨烯電光調(diào)制器的研究為加強(qiáng)石墨烯與光場(chǎng)的相互作用強(qiáng)度,提升器件的調(diào)制深度,從而減小器件的尺寸,本研究采用微環(huán)諧振腔與石墨烯的復(fù)合結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)因?yàn)槠洫?dú)特的諧振特性,往往有著超高的消光比以及極小的器件尺寸。我們成功制備了基于微環(huán)結(jié)構(gòu)的石墨烯電光調(diào)制器,它的調(diào)制深度和調(diào)制速率分別可達(dá)2 dB以及125 MHz,器件面積僅為13μm2,為日后光電子集成回路的應(yīng)用提供了一種可行的思路。2.基于微環(huán)結(jié)構(gòu)的石墨烯熱光調(diào)制器的研究石墨烯不但擁有優(yōu)異的光電性質(zhì),其在熱力學(xué)方面的性能也很卓越,尤其是它的熱導(dǎo)率。本研究將這一特性與硅材料顯著的熱光效應(yīng)相結(jié)合,以制備高性能的熱光調(diào)制器。最終,它的調(diào)制深度和10%-90%上升時(shí)間(90%-10%下降時(shí)間)分別可達(dá)7 dB以及750 ns(800 ns),器件面積僅為10μm2。與傳統(tǒng)的熱光調(diào)制器相比,它除了在性能上有所提升,還大大減少了器件的工藝復(fù)雜性。該器件可以很好的被應(yīng)用于波長(zhǎng)濾波器以及陣列開關(guān)等領(lǐng)域。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 光調(diào)制器 調(diào)制深度 調(diào)制速率 器件尺寸
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN761;O613.71
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-26
• 1.1 光調(diào)制器的發(fā)展概述9-10
• 1.2 石墨烯電光調(diào)制器的工作機(jī)理分析10-15
• 1.2.1 石墨烯的能帶結(jié)構(gòu)與電學(xué)調(diào)諧特性10-13
• 1.2.2 微環(huán)諧振腔的諧振特性13-15
• 1.3 石墨烯電光調(diào)制器的研究進(jìn)展15-24
• 1.3.1 基于直波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的石墨烯電光調(diào)制器15-18
• 1.3.2 基于微環(huán)及馬赫-曾德結(jié)構(gòu)的石墨烯電光調(diào)制器18-21
• 1.3.3 基于平面結(jié)構(gòu)的石墨烯電光調(diào)制器21-24
• 1.4 選題依據(jù)和研究?jī)?nèi)容24-26
• 第二章 石墨烯的制備和性能研究26-40
• 2.1 引言26-27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)裝置介紹27-30
• 2.2.1 化學(xué)氣相沉積管式爐系統(tǒng)27-28
• 2.2.2 光學(xué)顯微鏡28-29
• 2.2.3 共聚焦拉曼光譜儀29
• 2.2.4 掃描電子顯微鏡29-30
• 2.3 實(shí)驗(yàn)部分30-33
• 2.3.1 銅箔上制備石墨烯方案30-32
• 2.3.2 非金屬基底上 PECVD 法制備石墨烯方案32-33
• 2.4 結(jié)果與討論33-38
• 2.4.1 銅箔上制備石墨烯33-36
• 2.4.2 非金屬基底上 PECVD 法制備石墨烯36-38
• 2.5 本章小結(jié)38-40
• 第三章 石墨烯電光調(diào)制器的制備與性能研究40-59
• 3.1 引言40
• 3.2 實(shí)驗(yàn)裝置介紹40-45
• 3.2.1 電子束曝光系統(tǒng)40-41
• 3.2.2 電感耦合等離子體刻蝕41-42
• 3.2.3 光刻機(jī)系統(tǒng)42
• 3.2.4 熱蒸發(fā)系統(tǒng)42-43
• 3.2.5 原子層沉積系統(tǒng)43-44
• 3.2.6 光調(diào)制器的測(cè)試系統(tǒng)44-45
• 3.3 實(shí)驗(yàn)部分45-54
• 3.3.1 光柵與器件的仿真45-47
• 3.3.2 微環(huán)諧振腔的制備及測(cè)試47-51
• 3.3.3 石墨烯電光調(diào)制器的制備及測(cè)試51-54
• 3.4 結(jié)果與討論54-57
• 3.4.1 器件結(jié)構(gòu)的表征54-55
• 3.4.2 器件的靜態(tài)調(diào)制特性55
• 3.4.3 器件的動(dòng)態(tài)調(diào)制特性55-57
• 3.5 本章小結(jié)57-59
• 第四章 石墨烯熱光調(diào)制器的制備與性能研究59-69
• 4.1 引言59
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分59-61
• 4.3 結(jié)果與討論61-68
• 4.3.1 器件結(jié)構(gòu)的表征61-62
• 4.3.2 器件的靜態(tài)調(diào)制特性62-64
• 4.3.3 器件的動(dòng)態(tài)調(diào)制特性64-65
• 4.3.4 器件的仿真65-68
• 4.4 本章小結(jié)68-69
• 第五章 總結(jié)與展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-80
• 攻讀學(xué)位期間本人出版或公開發(fā)表的論著、論文80-81
• 致謝81-82

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;科學(xué)家首次用納米管制造出石墨烯帶[J];電子元件與材料;2009年06期

2 ;石墨烯研究取得系列進(jìn)展[J];高科技與產(chǎn)業(yè)化;2009年06期

3 ;新材料石墨烯[J];材料工程;2009年08期

4 ;日本開發(fā)出在藍(lán)寶石底板上制備石墨烯的技術(shù)[J];硅酸鹽通報(bào);2009年04期

5 馬圣乾;裴立振;康英杰;;石墨烯研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代物理知識(shí);2009年04期

6 傅強(qiáng);包信和;;石墨烯的化學(xué)研究進(jìn)展[J];科學(xué)通報(bào);2009年18期

7 ;納米中心石墨烯相變研究取得新進(jìn)展[J];電子元件與材料;2009年10期

8 徐秀娟;秦金貴;李振;;石墨烯研究進(jìn)展[J];化學(xué)進(jìn)展;2009年12期

9 張偉娜;何偉;張新荔;;石墨烯的制備方法及其應(yīng)用特性[J];化工新型材料;2010年S1期

10 萬(wàn)勇;馬廷燦;馮瑞華;黃健;潘懿;;石墨烯國(guó)際發(fā)展態(tài)勢(shì)分析[J];科學(xué)觀察;2010年03期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 成會(huì)明;;石墨烯的制備與應(yīng)用探索[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

2 錢文;郝瑞;侯仰龍;;液相剝離制備高質(zhì)量石墨烯及其功能化[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第04分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

3 張甲;胡平安;王振龍;李樂;;石墨烯制備技術(shù)與應(yīng)用研究的最新進(jìn)展[A];第七屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第3分冊(cè)）[C];2010年

4 趙東林;白利忠;謝衛(wèi)剛;沈曾民;;石墨烯的制備及其微波吸收性能研究[A];第七屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第7分冊(cè)）[C];2010年

5 沈志剛;李金芝;易敏;;射流空化方法制備石墨烯研究[A];顆粒學(xué)最新進(jìn)展研討會(huì)——暨第十屆全國(guó)顆粒制備與處理研討會(huì)論文集[C];2011年

6 王冕;錢林茂;;石墨烯的微觀摩擦行為研究[A];2011年全國(guó)青年摩擦學(xué)與表面工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

7 趙福剛;李維實(shí);;樹枝狀結(jié)構(gòu)功能化石墨烯[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

8 吳孝松;;碳化硅表面的外延石墨烯[A];2011中國(guó)材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

9 周震;;后石墨烯和無(wú)機(jī)石墨烯材料:計(jì)算與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第4分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

10 周琳;周璐珊;李波;吳迪;彭海琳;劉忠范;;石墨烯光化學(xué)修飾及尺寸效應(yīng)研究[A];2011中國(guó)材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 姚耀;石墨烯研究取得系列進(jìn)展[N];中國(guó)化工報(bào);2009年

2 劉霞;韓用石墨烯制造出柔性透明觸摸屏[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

3 記者 王艷紅;“解密”石墨烯到底有多奇妙[N];新華每日電訊;2010年

4 本報(bào)記者 李好宇 張們捷(實(shí)習(xí)) 特約記者 李季;石墨烯未來(lái)應(yīng)用的十大猜想[N];電腦報(bào);2010年

5 證券時(shí)報(bào)記者 向南;石墨烯貴過(guò)黃金15倍 生產(chǎn)不易炒作先行[N];證券時(shí)報(bào);2010年

6 本報(bào)特約撰稿 吳康迪;石墨烯 何以結(jié)緣諾貝爾獎(jiǎng)[N];計(jì)算機(jī)世界;2010年

7 記者 謝榮　通訊員 夏永祥 陳海泉 張光杰;石墨烯在泰實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化[N];泰州日?qǐng)?bào);2010年

8 本報(bào)記者 紀(jì)愛玲;石墨烯：市場(chǎng)未啟 炒作先行[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2011年

9 周科競(jìng);再說(shuō)石墨烯的是與非[N];北京商報(bào);2011年

10 王小龍;新型石墨烯材料薄如紙硬如鋼[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 呂敏;雙層石墨烯的電和磁響應(yīng)[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

2 羅大超;化學(xué)修飾石墨烯的分離與評(píng)價(jià)[D];北京化工大學(xué);2011年

3 唐秀之;氧化石墨烯表面功能化修飾[D];北京化工大學(xué);2012年

4 王崇;石墨烯中缺陷修復(fù)機(jī)理的理論研究[D];吉林大學(xué);2013年

5 盛凱旋;石墨烯組裝體的制備及其電化學(xué)應(yīng)用研究[D];清華大學(xué);2013年

6 伊丁;石墨烯吸附與自旋極化的第一性原理研究[D];山東大學(xué);2015年

7 梁巍;基于石墨烯的氧還原電催化劑的理論計(jì)算研究[D];武漢大學(xué);2014年

8 王義;石墨烯的模板導(dǎo)向制備及在電化學(xué)儲(chǔ)能和腫瘤靶向診療方面的應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

9 劉明凱;帶狀石墨烯納米復(fù)合材料的制備及其性能研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

10 劉勇;智能化及摻雜改性石墨烯的研究及應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 詹曉偉;碳化硅外延石墨烯以及分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

2 王晨;石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)及其對(duì)電化學(xué)性能的影響[D];北京化工大學(xué);2011年

3 苗偉;石墨烯制備及其缺陷研究[D];西北大學(xué);2011年

4 蔡宇凱;一種新型結(jié)構(gòu)的石墨烯納米器件的研究[D];南京郵電大學(xué);2012年

5 金麗玲;功能化石墨烯的酶學(xué)效應(yīng)研究[D];蘇州大學(xué);2012年

6 黃凌燕;石墨烯拉伸性能與尺度效應(yīng)的研究[D];華南理工大學(xué);2012年

7 劉汝盟;石墨烯熱振動(dòng)分析[D];南京航空航天大學(xué);2012年

8 雷軍;碳化硅上石墨烯的制備與表征[D];西安電子科技大學(xué);2012年

9 于金海;石墨烯的非共價(jià)功能化修飾及載藥系統(tǒng)研究[D];青島科技大學(xué);2012年

10 李晶;高分散性石墨烯的制備[D];上海交通大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：石墨烯光調(diào)制器的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：491585