基于碳納米材料的諧振器與天線研究.pdf

1、隨著電子信息系統(tǒng)朝高傳輸速率、多功能化和高集成化的方向迅猛發(fā)展,電子器件的工作頻率不斷升高、尺寸不斷變小已成為必然的技術(shù)趨勢(shì)。但是電子器件的性能極大地依賴于其電磁材料的特性,而隨著工作頻率的提高,傳統(tǒng)金屬材料趨膚效應(yīng)日益明顯,歐姆損耗急劇增大;器件縮小到納米尺度后,材料顯現(xiàn)納米效應(yīng)甚至量子效應(yīng),功耗增加,自熱效應(yīng)嚴(yán)重,熱穩(wěn)定性和可靠性降低。這些問(wèn)題已成為限制電子系統(tǒng)高頻工作和小型化集成的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。如何在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)可靠的高性能濾波

2、器和天線,已成為了一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。
　　碳納米管和石墨烯等碳納米材料是解決這一問(wèn)題的潛在選擇。碳納米材料具有極其優(yōu)異的電磁、熱和力學(xué)特性。其中,金屬性碳納米材料的電阻率低,高頻時(shí)受趨膚效應(yīng)影響小,電流承載能力強(qiáng);當(dāng)其用于構(gòu)成小型化無(wú)源器件時(shí),比傳統(tǒng)電磁材料能提供更高的品質(zhì)因數(shù)和工作效率、較低的損耗,并且碳納米材料中存在多種可調(diào)諧的工作機(jī)理,非常適合于構(gòu)造可調(diào)諧器件。本文將對(duì)基于碳納米材料的高性能諧振器與可切換高阻表面開(kāi)展了系統(tǒng)

3、性的創(chuàng)新研究。
　　本文首先簡(jiǎn)要介紹了關(guān)于碳納米材料的基本理論,敘述了與本文相關(guān)的量子電子學(xué)以及納米電子學(xué)的相關(guān)概念與知識(shí),完成對(duì)碳納米材料基本電特性的建模。在碳納米管基本電特性的基礎(chǔ)上,針對(duì)現(xiàn)有模型不夠完善的地方進(jìn)行了精確建模,并基于此設(shè)計(jì)了單壁碳納米管集束和多壁碳納米管的太赫茲高性能諧振器,研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)諧振器性能的影響,其無(wú)載品質(zhì)因數(shù)可以達(dá)到200以上,比類(lèi)似尺寸類(lèi)似工作頻段的傳統(tǒng)金屬諧振器高出了一個(gè)數(shù)量級(jí)。諧振器的溫漂特