發(fā)布時間：2017-03-31 18:08

  本文關(guān)鍵詞：基于石墨烯材料的微波納機(jī)電諧振器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：微波機(jī)電諧振器在高品質(zhì)因素微波器件、高靈敏度傳感器、單分子檢測器和宏觀量子效應(yīng)檢測等領(lǐng)域上有著廣闊的應(yīng)用前景。由于石墨烯材料具有納米級物理尺寸、二維平面物理結(jié)構(gòu)、優(yōu)秀的機(jī)械性能和電性能,因此石墨烯納機(jī)電諧振器在器件制備、激勵與檢測等關(guān)鍵技術(shù)上具有其它材料器件無法比擬的優(yōu)勢,是目前納機(jī)電系統(tǒng)(NEMS)的熱門材料。然而由于器件結(jié)構(gòu)不完善和制備工藝不夠成熟,目前石墨烯納機(jī)電諧振器的最高工作頻率仍低于200MHz。為實(shí)現(xiàn)石墨烯微波納機(jī)電諧振器,本文對納機(jī)電諧振器的物理機(jī)理與特性進(jìn)行研究,分析各個物理參量對諧振器諧振頻率的影響,對實(shí)現(xiàn)微波頻段的石墨烯納機(jī)電諧振器具有一定的指導(dǎo)意義�；谑╉敄沤Y(jié)構(gòu)FET的高頻工作特性,對石墨烯納機(jī)電諧振器的高頻工作特性進(jìn)行分析。為了方便器件的設(shè)計(jì)和優(yōu)化,本文采用等效電路方法對石墨烯納機(jī)電諧振器進(jìn)行場效應(yīng)模型與機(jī)械振動模型的關(guān)聯(lián)研究,即機(jī)電效應(yīng)的研究。并基于微波半導(dǎo)體器件特性,提出了基于諧振溝道晶體管(RCT)的激勵與檢測方法,利用該方法可實(shí)現(xiàn)高效的全電學(xué)微波信號激勵和檢測。最后,提出了一種批量制備基于石墨烯/氧化石墨烯(G/GO)固支梁的納機(jī)電諧振器的制備方法,并搭建真空測試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對納機(jī)電諧振器全電學(xué)微波信號激勵和檢測。本文的研究成果對指導(dǎo)石墨烯納米器件的制備和加速微波機(jī)電諧振器在NEMS中的應(yīng)用有著重要意義。
【關(guān)鍵詞】：納機(jī)電系統(tǒng)(NEMS) 微波機(jī)電諧振器 諧振溝道晶體管(RCT) 石墨烯 氧化石墨烯(GO)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH-39;TQ127.11
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 引言9-27
• 1.1 納機(jī)電系統(tǒng)概述9-10
• 1.1.1 納機(jī)電系統(tǒng)的定義9-10
• 1.1.2 納機(jī)電系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀10
• 1.2 石墨烯概述10-14
• 1.2.1 石墨烯材料特性10-12
• 1.2.2 石墨烯的制備12-14
• 1.3 納機(jī)電諧振器發(fā)展動態(tài)14-25
• 1.3.1 材料15-17
• 1.3.2 制備工藝17-18
• 1.3.3 激勵與檢測技術(shù)18
• 1.3.4 微波納機(jī)電諧振器發(fā)展動態(tài)18-25
• 1.4 本文主要工作25-27
• 第二章 納機(jī)電諧振器的物理機(jī)理與特性研究27-36
• 2.1 納機(jī)電諧振器的基本原理27-28
• 2.2 各個物理量對納機(jī)電諧振器諧振頻率的影響28-33
• 2.2.1 梁的寬度對諧振頻率的影響29-30
• 2.2.2 梁的長度對諧振頻率的影響30
• 2.2.3 梁的厚度對諧振頻率的影響30-31
• 2.2.4 梁材料的密度對諧振頻率的影響31-32
• 2.2.5 梁材料的楊氏模量對諧振頻率的影響32-33
• 2.2.6 梁材料的初始張力對諧振頻率的影響33
• 2.3 石墨烯/氧化石墨烯（G/GO）梁理論分析33-34
• 2.4 納機(jī)電諧振器的偏置電壓Vgs對諧振頻率的影響34-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 納機(jī)電諧振器的機(jī)電效應(yīng)分析36-56
• 3.1 頂柵結(jié)構(gòu)的G-FET高頻工作特性的分析36-43
• 3.1.1 石墨烯G-FET I-V模型36-39
• 3.1.2 石墨烯場效應(yīng)晶體管G-FET的小信號模型39-40
• 3.1.3 石墨烯場效應(yīng)晶體管G-FET的大信號模型40-43
• 3.2 納機(jī)電諧振器的高頻場效應(yīng)等效電路模型分析43-46
• 3.3 納機(jī)電諧振器的場效應(yīng)模型與梁振動模型關(guān)聯(lián)研究46-48
• 3.3.1 電容變化引入的IgcRF模型46-47
• 3.3.2 機(jī)械振動引入的場效應(yīng)高頻電流模型47-48
• 3.4 石墨烯納機(jī)電諧振器RCT模型擬合仿真48-53
• 3.5 石墨烯/氧化石墨烯（G/GO）梁納機(jī)電諧振器仿真53-55
• 3.6 本章小結(jié)55-56
• 第四章 石墨烯納機(jī)電諧振器的制備工藝和檢測方法56-70
• 4.1 石墨烯的制備和轉(zhuǎn)移56-59
• 4.2 氧化石墨烯的制備和構(gòu)形59-61
• 4.3 電極與G/GO梁的實(shí)現(xiàn)研究61
• 4.4 納機(jī)電諧振器的制備工藝61-67
• 4.4.1 柵電極制作62-63
• 4.4.2 石墨烯的轉(zhuǎn)移63-64
• 4.4.3 石墨烯/氧化石墨烯（G/GO）的刻蝕64-65
• 4.4.4 源、漏電極制備65-66
• 4.4.5 G/GO的懸置66-67
• 4.5 石墨烯納機(jī)電諧振器的檢測方法67-69
• 4.6 本章小結(jié)69-70
• 第五章 結(jié)論70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果76-77

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：279920