基于石墨烯等離子體誘導(dǎo)透明的太赫茲超材料動態(tài)調(diào)制特性研究.pdf

1、由于單層石墨烯的等離激元能夠和黏附在它表面的物質(zhì)分子或者原子產(chǎn)生很強(qiáng)的耦合作用，可以利用石墨烯超表面來檢測樣品。同時，基于等離子誘導(dǎo)透明結(jié)構(gòu)的超表面具有高的品質(zhì)因數(shù)，在太赫茲生物無標(biāo)記傳感應(yīng)用上具有很大的發(fā)展前景。本論文以石墨烯等離子體誘導(dǎo)透明(graphene plasmon-induced transparency,GPIT)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)并研究了幾種太赫茲超材料功能器件的調(diào)制特性，并討論了它們在太赫茲生物無標(biāo)記傳感中的應(yīng)用機(jī)理。

2、主要研究內(nèi)容如下：
　　1、研究了GPIT結(jié)構(gòu)在太赫茲調(diào)制器中的動態(tài)電調(diào)特性。通過改變柵極電壓實(shí)現(xiàn)了T型石墨烯微帶費(fèi)米能級的調(diào)控，探討了它對透明窗口內(nèi)峰值頻率的振幅調(diào)制深度和峰值頻率調(diào)制范圍的影響。利用耦合洛倫茲共振模型，分析了等離子體誘導(dǎo)透明現(xiàn)象的物理機(jī)制，以及透明窗口內(nèi)最大群速度折射率的動態(tài)可調(diào)特性。
　　2、研究了基于石墨烯橢圓太赫茲完美吸收器的物理機(jī)制。討論了入射太赫茲光的極化和入射角對吸收峰的影響，以及石墨烯費(fèi)米能

3、級和載流子弛豫時間對共振吸收的影響。
　　3、研究了基于GPIT結(jié)構(gòu)太赫茲完美吸收器的物理機(jī)制。分析了在不同的入射電場極化情況下，T型石墨烯微帶費(fèi)米能級的改變對吸收帶寬的影響。并根據(jù)洛倫茲函數(shù)譜線，提出一種針對石墨烯超表面吸收器的電路模型，為太赫茲完美吸收器的設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)。
　　4、研究了石墨烯等離子體誘導(dǎo)極化轉(zhuǎn)換的物理形成機(jī)理。通過控制柵極電壓改變T型石墨烯微帶的費(fèi)米能級，分析了透明窗口的動態(tài)調(diào)制特性。與此同時，分別