当前位置:主页 > 科技论文 > 电子信息论文 >

石墨烯表面等离子体波的传输特性及相关器件的应用基础研究

发布时间:2018-05-28 10:36

  本文选题:石墨烯纳米带 + 表面等离子体波 ; 参考:《东南大学》2015年硕士论文


【摘要】:石墨烯(Graphene)是由单层碳原子紧密堆积成并呈现出蜂窝状晶体结构的二维材料。作为新兴的二维晶体材料,它具有非同寻常的导电性能、极高的电子迁移率、极低的电阻率、极好的透光率和超高的机械强度。与传统材料金属上的表面等离子体波相比,石墨烯所支持的表面等离子体波具有以下几个明显的优势:其一,具有很强的束缚性,即突破衍射极限的能力更强;其二,具有可调性,可以通过外加电压、化学掺杂、电场、磁场等手段来实现对石墨烯表面等离子体波特性的调控;其三,具有柔性,石墨烯表面等离子体波可以实现一些柔性器件的设计。本文围绕石墨烯表面等离子体波传输特性及其相关器件的设计进行深入研究,为进一步研究石墨烯的应用奠定基础。本论文的主要研究内容安排如下:(1)石墨烯及其表面等离子体波的简介以及对目前石墨烯表面等离子体波的研究进展的综述。(2)研究石墨烯的电磁特性——复表面电导率以及分析了其在不同条件下的化简形式;对石墨烯进行准确电磁建模并结合麦克斯韦方程组推导出相关的等效介电常数;在此基础上,分析并给出石墨烯表面等离子体波的特征电参数。(3)对石墨烯纳米带的模式进行分析,分析石墨烯纳米带宽度变化对偶边缘模式、奇边缘模式、波导模式的传输特性的影响;接下来,就其中偶边缘模式的传输特性进行详细的分析,研究石墨烯的化学势、石墨烯纳米带宽度对偶边缘模式传输特性的调控。(4)基于石墨烯纳米带偶边缘模式设计一款立体等离子体波导谐振器,研究并分析几何尺寸和化学势对谐振器的调控;最后,同样基于石墨烯纳米带的偶边缘模式,通过理论设计与数值实验实现基本逻辑门的设计。
[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.
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ127.11;TN629.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;科学家首次用纳米管制造出石墨烯带[J];电子元件与材料;2009年06期

2 ;石墨烯研究取得系列进展[J];高科技与产业化;2009年06期

3 ;新材料石墨烯[J];材料工程;2009年08期

4 ;日本开发出在蓝宝石底板上制备石墨烯的技术[J];硅酸盐通报;2009年04期

5 马圣乾;裴立振;康英杰;;石墨烯研究进展[J];现代物理知识;2009年04期

6 傅强;包信和;;石墨烯的化学研究进展[J];科学通报;2009年18期

7 ;纳米中心石墨烯相变研究取得新进展[J];电子元件与材料;2009年10期

8 徐秀娟;秦金贵;李振;;石墨烯研究进展[J];化学进展;2009年12期

9 张伟娜;何伟;张新荔;;石墨烯的制备方法及其应用特性[J];化工新型材料;2010年S1期

10 万勇;马廷灿;冯瑞华;黄健;潘懿;;石墨烯国际发展态势分析[J];科学观察;2010年03期

相关会议论文 前10条

1 成会明;;石墨烯的制备与应用探索[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

2 钱文;郝瑞;侯仰龙;;液相剥离制备高质量石墨烯及其功能化[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年

3 张甲;胡平安;王振龙;李乐;;石墨烯制备技术与应用研究的最新进展[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年

4 赵东林;白利忠;谢卫刚;沈曾民;;石墨烯的制备及其微波吸收性能研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年

5 沈志刚;李金芝;易敏;;射流空化方法制备石墨烯研究[A];颗粒学最新进展研讨会——暨第十届全国颗粒制备与处理研讨会论文集[C];2011年

6 王冕;钱林茂;;石墨烯的微观摩擦行为研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年

7 赵福刚;李维实;;树枝状结构功能化石墨烯[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年

8 吴孝松;;碳化硅表面的外延石墨烯[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

9 周震;;后石墨烯和无机石墨烯材料:计算与实验的结合[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年

10 周琳;周璐珊;李波;吴迪;彭海琳;刘忠范;;石墨烯光化学修饰及尺寸效应研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

相关重要报纸文章 前10条

1 姚耀;石墨烯研究取得系列进展[N];中国化工报;2009年

2 刘霞;韩用石墨烯制造出柔性透明触摸屏[N];科技日报;2010年

3 记者 王艳红;“解密”石墨烯到底有多奇妙[N];新华每日电讯;2010年

4 本报记者 李好宇 张們捷(实习) 特约记者 李季;石墨烯未来应用的十大猜想[N];电脑报;2010年

5 证券时报记者 向南;石墨烯贵过黄金15倍 生产不易炒作先行[N];证券时报;2010年

6 本报特约撰稿 吴康迪;石墨烯 何以结缘诺贝尔奖[N];计算机世界;2010年

7 记者 谢荣 通讯员 夏永祥 陈海泉 张光杰;石墨烯在泰实现产业化[N];泰州日报;2010年

8 本报记者 纪爱玲;石墨烯:市场未启 炒作先行[N];中国高新技术产业导报;2011年

9 周科竞;再说石墨烯的是与非[N];北京商报;2011年

10 王小龙;新型石墨烯材料薄如纸硬如钢[N];科技日报;2011年

相关博士学位论文 前10条

1 吕敏;双层石墨烯的电和磁响应[D];中国科学技术大学;2011年

2 罗大超;化学修饰石墨烯的分离与评价[D];北京化工大学;2011年

3 唐秀之;氧化石墨烯表面功能化修饰[D];北京化工大学;2012年

4 王崇;石墨烯中缺陷修复机理的理论研究[D];吉林大学;2013年

5 盛凯旋;石墨烯组装体的制备及其电化学应用研究[D];清华大学;2013年

6 姜丽丽;石墨烯及其复合薄膜在电极材料中的研究[D];西南交通大学;2015年

7 姚成立;多级结构石墨烯/无机非金属复合材料的仿生合成及机理研究[D];安徽大学;2015年

8 伊丁;石墨烯吸附与自旋极化的第一性原理研究[D];山东大学;2015年

9 梁巍;基于石墨烯的氧还原电催化剂的理论计算研究[D];武汉大学;2014年

10 王义;石墨烯的模板导向制备及在电化学储能和肿瘤靶向诊疗方面的应用[D];复旦大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 詹晓伟;碳化硅外延石墨烯以及分子动力学模拟研究[D];西安电子科技大学;2011年

2 王晨;石墨烯的微观结构及其对电化学性能的影响[D];北京化工大学;2011年

3 苗伟;石墨烯制备及其缺陷研究[D];西北大学;2011年

4 蔡宇凯;一种新型结构的石墨烯纳米器件的研究[D];南京邮电大学;2012年

5 金丽玲;功能化石墨烯的酶学效应研究[D];苏州大学;2012年

6 黄凌燕;石墨烯拉伸性能与尺度效应的研究[D];华南理工大学;2012年

7 刘汝盟;石墨烯热振动分析[D];南京航空航天大学;2012年

8 雷军;碳化硅上石墨烯的制备与表征[D];西安电子科技大学;2012年

9 于金海;石墨烯的非共价功能化修饰及载药系统研究[D];青岛科技大学;2012年

10 李晶;高分散性石墨烯的制备[D];上海交通大学;2013年



本文编号:1946379

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/1946379.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户01f3b***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com