碳納米管天線輻射太赫茲波理論研究.pdf

1、太赫茲波是頻率從O.ITHz—IOTHz內(nèi)的電磁輻射,目前太赫茲技術的發(fā)展也顯示了其優(yōu)越的應用前景。在太赫茲輻射源的研究中,大功率、便攜式、小型化的太赫茲輻射源對太赫茲技術的應用和推廣具有重要的意義。和已有太赫茲輻射源材料相比,碳納米管材料作為新型納米材料的代表,許多國內(nèi)外科研工作人員研究了碳納米管材料在太赫茲波段的特性,碳納米管在太赫茲輻射源方面有著廣泛的應用前景。本文則通過分析碳納米管材料的電子能級及其電磁輻射特性,研究了碳納米管天

2、線輻射太赫茲波理論。具體的工作如下:
　　(1)介紹了太赫茲輻射源當前的現(xiàn)狀及其碳納米管物理性質(zhì)。目前作為太赫茲輻射源產(chǎn)生的研究方法來說,主要有光學方法和電子學方法,分別對兩種太赫茲源輻射方法做了具體的闡述。碳納米管材料作為納米材料的代表之一,具有優(yōu)秀的物理電學性質(zhì),主要針對碳納米管研究發(fā)展歷程及其光電性質(zhì)作了具體的闡述和分析。
　　(2)碳納米管作為碳元素的一種同素異構體,自從發(fā)現(xiàn)以來一直得到許多科研工作者的關注。論文從碳

3、納米管基本的電子能結(jié)構出發(fā),研究了碳納米管的電子輸運性質(zhì)。碳納米管可以認為是由石墨層卷曲而成,利用石墨結(jié)構的構造,給出了單壁碳納米管的結(jié)構模型;其次給出了碳納米管的電子能級表達式及其半導體性和導體性質(zhì)的微觀依據(jù);最后給出單壁碳納米管的等效電路圖:分別可以用電阻、電感和電容等物理量來表示。
　　(3)目前,光電導天線產(chǎn)生太赫茲波輻射的方法已經(jīng)應用于其他光電導材料。本文研究了碳納米管光電導天線輻射太赫茲波理論。在碳納米管偶極天線中,由

4、碳納米管材料的半導體性質(zhì),在兩個電極之間產(chǎn)生一個電容器結(jié)構,并存儲了靜電勢能。如果激光照射在碳納米管半導體電極的間隙時,當光子的能量大于碳納米管半導體能隙,在激光照射的區(qū)域就會產(chǎn)生光生載流子。在兩電極所加的直流偏置電場作用下加速運動,載流子在產(chǎn)生復合的過程中會有電磁波的產(chǎn)生,當輻射頻率在太赫茲頻段時,就形成太赫茲波脈沖輻射。
　　(4)通過碳納米管光混頻器的天線阻抗、電導和外加偏壓的分析,在小信號輸入功率條件下,理論上對輸出功率做