天线耦合的碳纳米管薄膜场效应晶体管太赫兹探测器
发布时间：2021-07-18 07:21
太赫兹波是一种介于红外与毫米波之间的电磁波,蕴含着丰富的物理、化学和结构信息,在太空探测、生物医疗诊断、安检与通信等领域有着广泛的应用前景。太赫兹探测是太赫兹发展中的一项关键技术,其核心器件是太赫兹探测器。基于AlGaN/GaN异质结高电子迁移率晶体管（AlGaN/GaN-HEMT）场效应自混频探测器,已应用于室温下高灵敏度的太赫兹探测。单壁半导体型碳纳米管（s-SWCNT）是一种新型纳米材料,已用于制备薄膜场效应晶体管,并表现出高电子迁移率(105 c m2?V-1?s-1)、低欧姆接触电阻（10 k?）、低阈值摆幅（60 mV/dec）和高电流开关比（108）等特性。基于场效应自混频机制,太赫兹天线能够在碳纳米管沟道内分别感应出平行和垂直沟道方向的电场,分别调控载流子的漂移速度和浓度,并在沟道内产生定向的混频电流。因此,碳纳米管有望用于制备太赫兹探测器,并实现高灵敏度的太赫兹探测。为探索太赫兹自混频效应及其高灵敏探测技术,本文开展了基于自混频模型下天线耦合的单壁半导体型碳纳...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)上海市
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碳纳米管原子排列矢量图
第 1 章 绪论1.电学特性半导体型CNT和金属型CNT的电学结构是由石墨烯薄片的缠绕角度所决定的，并且还与半导体型的 CNT 的带隙与直径等有关。带隙的表达式为1 / ~ 0.6 eV / (nm)gE ≈ R d。此外，碳纳米管薄膜的导电性与 CNT 的种类、直径等因素有关。不同种类的碳纳米管薄膜导电性文献[15]已经报道过，如图 1.3 所示，SWCNT 的导电性最佳，并且随着 CNT 直径增加，导电性降低。
图 1.4 提纯前后的 CNT SEM 照片（a, b）和 TEM 照片（c, d）e 1.4 The SEM images （a, b） and TEM images （c, d） of purified描隧道显微镜隧道显微镜（STM）作为一种扫描探针技术。STM 能够定量构和电子密度呈现出来，因此可以通过分析 STM 图片可以计算和态密度。此外关于手性、对称、掺杂、缺陷等对 CNT 电子用 STM 来表征[47]。 射线衍射 X 射线衍射（XRD）技术可以获得 CNT 的结构应变、层间距。与 X 射线入射光方向相比，CNT 具有多个取向方向。MW径、手性以及层数不同可以通过 XRD 进行表征。图 1.5 所示RD 光谱[48]。利用 XRD 可以定性的分析碳纳米管薄膜的定向
【参考文献】：
期刊论文
[1]Integration of a field-effect-transistor terahertz detector with a diagonal horn antenna[J]. 李想,孙建东,张志鹏,V V Popov,秦华. Chinese Physics B. 2018(06)
[2]碳纳米管场效应晶体管:现状和未来[J]. 刘力俊,张志勇. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2016(10)
[3]碳纳米管薄膜晶体管中的接触电阻效应[J]. 夏继业,董国栋,田博元,严秋平,韩杰,邱松,李清文,梁学磊,彭练矛. 物理化学学报. 2016(04)
[4]Room-temperature terahertz detection based on CVD graphene transistor[J]. 杨昕昕,孙建东,秦华,吕利,苏丽娜,闫博,李欣幸,张志鹏,方靖岳. Chinese Physics B. 2015(04)
[5]太赫兹生物医学应用的研究进展[J]. 周俊,刘盛纲. 现代应用物理. 2014(02)
[6]碳纳米管交流输运特性研究[J]. 肖广然,夏春萍,李浩,陈将伟,杨恒新,王伟. 南京邮电大学学报(自然科学版). 2013(02)
[7]HEMT太赫兹探测器响应度和NEP的检测与分析[J]. 杨昕昕,孙建东,秦华. 微纳电子技术. 2013(02)
[8]碳纳米管和碳微米管的结构、性质及其应用[J]. 刘剑洪,吴双泉,何传新,卓海涛,朱才镇,李翠华,张黔玲. 深圳大学学报(理工版). 2013(01)
[9]碳纳米管的制备与应用研究进展[J]. 赵玉增,齐永晓,张俊喜. 上海电力学院学报. 2010(04)
[10]时域有限差分法在超声波声场特性分析中的应用[J]. 周正干,魏东. 机械工程学报. 2010(02)
博士论文
[1]火焰法合成碳纳米管及合成机理研究[D]. 丁兆勇.华北电力大学（北京） 2011
[2]单壁碳纳米管的纯化、修饰及其初步用于场效应生物传感器的研究[D]. 付群.上海大学 2009
[3]单壁碳纳米管功能化的研究[D]. 伏传龙.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]碳纳米管薄膜晶体管制备及其性能研究[D]. 钱庆凯.清华大学 2014
[2]化学气相沉积法制备分枝状碳纳米管及其复合材料的研究[D]. 周永生.太原理工大学 2010
本文编号：3289118
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)上海市
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碳纳米管原子排列矢量图
第 1 章 绪论1.电学特性半导体型CNT和金属型CNT的电学结构是由石墨烯薄片的缠绕角度所决定的，并且还与半导体型的 CNT 的带隙与直径等有关。带隙的表达式为1 / ~ 0.6 eV / (nm)gE ≈ R d。此外，碳纳米管薄膜的导电性与 CNT 的种类、直径等因素有关。不同种类的碳纳米管薄膜导电性文献[15]已经报道过，如图 1.3 所示，SWCNT 的导电性最佳，并且随着 CNT 直径增加，导电性降低。
图 1.4 提纯前后的 CNT SEM 照片（a, b）和 TEM 照片（c, d）e 1.4 The SEM images （a, b） and TEM images （c, d） of purified描隧道显微镜隧道显微镜（STM）作为一种扫描探针技术。STM 能够定量构和电子密度呈现出来，因此可以通过分析 STM 图片可以计算和态密度。此外关于手性、对称、掺杂、缺陷等对 CNT 电子用 STM 来表征[47]。 射线衍射 X 射线衍射（XRD）技术可以获得 CNT 的结构应变、层间距。与 X 射线入射光方向相比，CNT 具有多个取向方向。MW径、手性以及层数不同可以通过 XRD 进行表征。图 1.5 所示RD 光谱[48]。利用 XRD 可以定性的分析碳纳米管薄膜的定向
【参考文献】：
期刊论文
[1]Integration of a field-effect-transistor terahertz detector with a diagonal horn antenna[J]. 李想,孙建东,张志鹏,V V Popov,秦华. Chinese Physics B. 2018(06)
[2]碳纳米管场效应晶体管:现状和未来[J]. 刘力俊,张志勇. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2016(10)
[3]碳纳米管薄膜晶体管中的接触电阻效应[J]. 夏继业,董国栋,田博元,严秋平,韩杰,邱松,李清文,梁学磊,彭练矛. 物理化学学报. 2016(04)
[4]Room-temperature terahertz detection based on CVD graphene transistor[J]. 杨昕昕,孙建东,秦华,吕利,苏丽娜,闫博,李欣幸,张志鹏,方靖岳. Chinese Physics B. 2015(04)
[5]太赫兹生物医学应用的研究进展[J]. 周俊,刘盛纲. 现代应用物理. 2014(02)
[6]碳纳米管交流输运特性研究[J]. 肖广然,夏春萍,李浩,陈将伟,杨恒新,王伟. 南京邮电大学学报(自然科学版). 2013(02)
[7]HEMT太赫兹探测器响应度和NEP的检测与分析[J]. 杨昕昕,孙建东,秦华. 微纳电子技术. 2013(02)
[8]碳纳米管和碳微米管的结构、性质及其应用[J]. 刘剑洪,吴双泉,何传新,卓海涛,朱才镇,李翠华,张黔玲. 深圳大学学报(理工版). 2013(01)
[9]碳纳米管的制备与应用研究进展[J]. 赵玉增,齐永晓,张俊喜. 上海电力学院学报. 2010(04)
[10]时域有限差分法在超声波声场特性分析中的应用[J]. 周正干,魏东. 机械工程学报. 2010(02)
博士论文
[1]火焰法合成碳纳米管及合成机理研究[D]. 丁兆勇.华北电力大学（北京） 2011
[2]单壁碳纳米管的纯化、修饰及其初步用于场效应生物传感器的研究[D]. 付群.上海大学 2009
[3]单壁碳纳米管功能化的研究[D]. 伏传龙.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]碳纳米管薄膜晶体管制备及其性能研究[D]. 钱庆凯.清华大学 2014
[2]化学气相沉积法制备分枝状碳纳米管及其复合材料的研究[D]. 周永生.太原理工大学 2010
本文编号：3289118
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