基于石墨烯納米結(jié)構(gòu)的太赫茲探測(cè)器關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、太赫茲（Terahertz，THz）波通常是指頻率在0.1THz到10THz之間的電磁波，具有不同于微波、紅外光以及 X光的獨(dú)特特點(diǎn)，在軍用雷達(dá)、通信、電磁武器、安全檢查、醫(yī)學(xué)成像及無(wú)損檢測(cè)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景。目前的THz探測(cè)器在使用溫度、體積、響應(yīng)速度等方面存在諸多不足，已成為制約太赫茲技術(shù)廣泛應(yīng)用的主要因素。高靈敏度、快速響應(yīng)、非制冷、微型化、便攜式的新型太赫茲探測(cè)器已成為各國(guó)研究的熱點(diǎn)。本論文基于石墨烯良好的光電特性，提出一種基

2、于多孔石墨烯納米結(jié)構(gòu)的 THz探測(cè)器，開(kāi)展 THz光電探測(cè)器的設(shè)計(jì)與加工關(guān)鍵技術(shù)研究，重點(diǎn)突破納米尺度多孔石墨烯結(jié)構(gòu)加工工藝，以期制作出基于多孔石墨烯結(jié)構(gòu)的THz光電探測(cè)器。主要工作內(nèi)容如下：
　?、僭诜治鎏掌澨綔y(cè)器研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，提出從光電材料角度出發(fā)，進(jìn)行太赫茲探測(cè)器研究的思路；
　?、诨诠怆娞綔y(cè)器的基本原理，建立了多孔石墨烯太赫茲探測(cè)器數(shù)學(xué)模型；利用ATK軟件對(duì)多孔石墨烯電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真研究；并利用多

3、物理場(chǎng)有限元仿真軟件Comsol對(duì)p-i-n型太赫茲探測(cè)器進(jìn)行了仿真，研究了i區(qū)長(zhǎng)度、幾何尺寸等參數(shù)對(duì)響應(yīng)電流的影響，優(yōu)化了器件結(jié)構(gòu)參數(shù)；
　?、壑朴喠嘶诙嗫资┘{米結(jié)構(gòu)的太赫茲光電探測(cè)器的制備工藝流程，完成了版圖設(shè)計(jì)；采用化學(xué)氣相沉積法合成大面積石墨烯，利用濕法轉(zhuǎn)移法將石墨烯轉(zhuǎn)移至SiO2/Si基底；研究了基于電子束曝光技術(shù)和氧等離子體刻蝕工藝的多孔石墨烯納米結(jié)構(gòu)制作關(guān)鍵工藝，研制出了多孔石墨烯太赫茲探測(cè)器原理樣品；