石墨烯太赫兹MEMS超材料频谱调制器的设计

发布时间：2020-05-02 20:18

【摘要】：太赫兹超材料器件在通信系统、雷达屏蔽、空间勘测等领域都有着重要的应用前景,近年来受到学术界的广泛关注。基于微米纳米技术设计的周期微纳超材料能够在太赫兹波段表现出优异的敏感特性,特别是可与石墨烯二维材料集成设计,获得更优的频谱调制特性。因此本论文将太赫兹超材料和石墨烯二维材料集成,通过理论研究、软件仿真、流片测试实现了石墨烯太赫兹调制器的制备。论文的主要工作如下:第一:在CST Microwave Studio仿真平台上建模分析太赫兹超材料的器件特性,并对单层和多层的超材料的结构和其几何参数进行仿真优化研究。获得了性能最优的的太赫兹滤波器设计参数,单层太赫兹超材料在太赫兹低频段能够产生良好的滤波效果;多层太赫兹超材料在太赫兹高频段能够形成带宽在2.5THz左右的滤波带,实现了太赫兹波的超宽带滤波。第二:基于微纳集成制备工艺设计了单层太赫兹超材料,利用太赫兹时域分系统进行测试,将测试数据和仿真数据进行对比,验证了仿真和超材料理论基础的正确性和可行性。第三:在断边田字型结构太赫兹超材料上转移石墨烯薄膜,加入偏置电压,在太赫兹时域分析系统中进行测试分析,在0.56THz时,所制备的石墨烯太赫兹调制器对太赫兹波的调制最强,调制深度达到了 48.3%。本文通过仿真分别得到了能够在低频带滤波和高频带超宽带滤波的太赫兹滤波器,通过测试验证了理论和仿真的正确性;将超材料与石墨烯集成制备的太赫兹调制器可对太赫兹波进行调制,调制深度可达到48.3%。本文中所提出的太赫兹滤波器和太赫兹调制器对太赫兹波的研究和发展有着重要的意义。
【图文】：

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【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN761;TB34;TQ127.11

【参考文献】

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本文编号：2647450