發(fā)布時(shí)間：2022-11-05 00:45

　　在微納尺度領(lǐng)域,當(dāng)兩個(gè)介質(zhì)之間的間距小于特征波長(zhǎng)時(shí),光子隧穿效應(yīng)對(duì)輻射貢獻(xiàn)作用顯著,極大地增強(qiáng)兩介質(zhì)之間的近場(chǎng)輻射換熱。因此近場(chǎng)熱輻射在微機(jī)電系統(tǒng)或強(qiáng)化換熱等工程應(yīng)用中有重要發(fā)展意義。而石墨烯因?yàn)榫哂歇?dú)特的力學(xué)、光學(xué)等物理特性,近年受到多領(lǐng)域研究者的關(guān)注。石墨烯表面等離激元存在太赫茲至中紅外的寬頻譜范圍內(nèi),具備很強(qiáng)的可調(diào)節(jié)特性以及近場(chǎng)區(qū)域耦合增強(qiáng)近場(chǎng)熱輻射的優(yōu)勢(shì)。本論文主要研究了石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)在強(qiáng)化近場(chǎng)輻射換熱的應(yīng)用,同時(shí)以實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用為背景,研究了空氣等因素對(duì)輻射換熱的影響,以及平行平板之間微納間距的控制方法與制備工藝。首先,從近場(chǎng)熱輻射的表面電磁波以及波動(dòng)電動(dòng)力學(xué)等基礎(chǔ)理論出發(fā),對(duì)石墨烯-硅復(fù)合結(jié)構(gòu)間以及石墨烯-碳化硅復(fù)合結(jié)構(gòu)間的輻射換熱進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果顯示,這兩種結(jié)構(gòu)由于石墨烯表面等離激元的影響,近場(chǎng)輻射換熱相對(duì)未覆蓋石墨烯的摻雜硅平板或者碳化硅平板有明顯的提升。同時(shí)也對(duì)相關(guān)參數(shù)如摻雜硅的摻雜濃度、真空間距以及石墨烯的化學(xué)勢(shì)即費(fèi)米能級(jí)進(jìn)行了分析討論。其次,考慮實(shí)驗(yàn)、工程應(yīng)用背景,從氣體動(dòng)力學(xué)出發(fā),分析了氣體壓強(qiáng)以及平板間距參數(shù)造成的空氣導(dǎo)熱與輻射熱流比例變化的影響,結(jié)果表明,只有... 

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號(hào)表
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 近場(chǎng)熱輻射理論研究現(xiàn)狀
    1.3 近場(chǎng)熱輻射實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)的近場(chǎng)熱輻射
    2.1 近場(chǎng)熱輻射理論基礎(chǔ)
    2.2 石墨烯簡(jiǎn)介
    2.3 石墨烯-硅復(fù)合結(jié)構(gòu)間的近場(chǎng)熱輻射
    2.4 石墨烯-碳化硅復(fù)合結(jié)構(gòu)間的近場(chǎng)熱輻射
    2.5 本章小結(jié)
3 石墨烯及其復(fù)合結(jié)構(gòu)間的近場(chǎng)熱輻射導(dǎo)熱耦合換熱
    3.1 氣體導(dǎo)熱對(duì)近場(chǎng)熱輻射的影響
    3.2 支撐柱導(dǎo)熱對(duì)近場(chǎng)熱輻射的影響
    3.3 兩種導(dǎo)熱與近場(chǎng)熱輻射的耦合
    3.4 本章小結(jié)
4 微納間距支撐柱制備工藝研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
    4.2 PECVD沉積
    4.3 掩膜版設(shè)計(jì)
    4.4 光刻實(shí)驗(yàn)
    4.5 干法刻蝕
    4.6 本章小結(jié)
5 全文總結(jié)及展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 后續(xù)工作及展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石墨烯對(duì)金屬平行平板間近場(chǎng)輻射的調(diào)控[J]. 王傲,宣益民.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2016(08)
[2]氧化石墨烯薄膜的制備及其在水處理應(yīng)用中的研究進(jìn)展[J]. 楊鴻鷹,張文存,高小媛.  應(yīng)用化工. 2016(04)
[3]外延生長(zhǎng)碳化硅-石墨烯薄膜的制備及表征研究[J]. 張學(xué)敏,張立國(guó),鈕應(yīng)喜,鞠濤,李哲,范亞明,楊霏,張澤洪,張寶順.  功能材料. 2015(04)
[4]石墨烯摩擦學(xué)及石墨烯基復(fù)合潤(rùn)滑材料的研究進(jìn)展[J]. 蒲吉斌,王立平,薛群基.  摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2014(01)
[5]石墨烯在強(qiáng)激光作用下改性的拉曼研究[J]. 張秋慧,韓敬華,馮國(guó)英,徐其興,丁立中,盧曉翔.  物理學(xué)報(bào). 2012(21)
[6]PECVD淀積SiO2薄膜工藝研究[J]. 亢?jiǎn)?黎威志,袁凱,蔣亞東.  微處理機(jī). 2010(01)
[7]碳納米管熱傳導(dǎo)的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[J]. 保文星,朱長(zhǎng)純.  物理學(xué)報(bào). 2006(07)
[8]微電子工業(yè)中清洗工藝的研究進(jìn)展[J]. 韓恩山,王煥志,常亮,胡建修.  微電子學(xué). 2006(02)
[9]微納米加工技術(shù)及其應(yīng)用綜述[J]. 崔錚.  物理. 2006(01)
[10]微結(jié)構(gòu)氣體夾層的導(dǎo)熱和輻射比較[J]. 韓茂華,梁新剛.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2004(06)

碩士論文
[1]基于石墨烯的多表面耦合的近場(chǎng)熱輻射研究[D]. 周婷.南昌大學(xué) 2018
[2]鎢與摻雜硅平板間的近場(chǎng)輻射換熱研究[D]. 吳昊.華中科技大學(xué) 2015
[3]InP基MZI-SOA光開關(guān)的實(shí)驗(yàn)方案研究[D]. 鄭海波.華中科技大學(xué) 2012
[4]石墨烯材料制備及其場(chǎng)發(fā)射研究[D]. 汪愷.華東師范大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3701607