基于石墨烯材料的太赫茲波傳輸特性的理論研究

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1、：分類號(hào)：密級(jí)ＵＤＣ：學(xué)號(hào)：４０５５ＣＢ５１３０５６南昌大學(xué)碩±硏究生學(xué)位論文基于石墨煤材料的太赫茲波傳輸特性的理論研究Ｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｔｕｄｙｏｆｒｏａａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｅｒａｈｅｒｔｚｗａｖｅｐｐｇｂａｓｅｄｏｎｒａｈｅｍｅｍａｔｅｒｉａｌｇｐ但懿培養(yǎng)單位（院、系）；理學(xué)院物理系指導(dǎo)教師姓名、職稱：廖清華教授申請(qǐng)學(xué)位的學(xué)科口類：理學(xué)學(xué)科專業(yè)名稱：光學(xué)論文答辯日期：年ＷＵ答辯委員會(huì)主席：評(píng)閩人

2、：年月Ｕ學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明一位論文獨(dú)創(chuàng)健聲巧、學(xué)本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得南昌大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料一。與我同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名（手寫(xiě)）：簽字日期：＞）＾＾年＾月３日／二、學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解南昌大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)

3、位論文的規(guī)定，同意學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌大學(xué)可レッ將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可ｔｉｌ采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編本學(xué)位論文。同時(shí)授權(quán)北京萬(wàn)方數(shù)據(jù)股份有限公司和中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤(pán)版）電子雜志社將本學(xué)位論文收錄到《中國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》和《中國(guó)優(yōu)秀博碩±學(xué)位論文全＂＂文數(shù)據(jù)庫(kù)》中全文發(fā)表，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向社會(huì)公眾提供信息服務(wù)，同意按章程規(guī)定享雙相關(guān)權(quán)益。學(xué)位論文作者簽名（手寫(xiě)）：錢導(dǎo)師簽名巧寫(xiě)

4、令簽字日期：如【１）年Ｓ月３日簽字日期：ｉ４）年月日ｙ５、＾—論文題目集篆村朵ｆ嶺挪挺泉傳攝堿悼鄭也材…＿巧吁＾Ｉ批姓名侶１學(xué)號(hào)少＞奴如立論文別扣碩±醒試Ｉ｜博Ｉ軒［聲￥？／系／所瑪為為ｉ糸Ｉ專業(yè)［磬備Ｅｍａｉｌ備注；開(kāi)□保密（向校學(xué)位亦申請(qǐng)獲批準(zhǔn)為＂保密＂，年月后公開(kāi)）摘要摘要高性能光電材料創(chuàng)新技術(shù)在許多領(lǐng)域，包括醫(yī)學(xué)，顯示和成像，軍事，光通信，環(huán)境監(jiān)測(cè)，安全檢查，科研和工業(yè)處理控制的發(fā)展起著重要的作用。石墨烯作為最吸引人的二維材料，已經(jīng)證明從太赫茲波光電檢測(cè)到紫外線的有前景的應(yīng)用。石

5、墨烯自身的金屬性使得其與光子晶體結(jié)合時(shí)，就能形成產(chǎn)生SPs的介質(zhì)-金屬結(jié)構(gòu)。這種復(fù)合結(jié)構(gòu)通過(guò)外加電場(chǎng)或者改變外界環(huán)境的溫度，從而改變石墨烯的性質(zhì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的濾波功能。首先我們探究了石墨烯在太赫茲波段的光學(xué)特性。在對(duì)石墨烯能帶計(jì)算的過(guò)程中，使用緊束縛近似的方法求解，討論了石墨烯中電子的躍遷情況。石墨烯的電導(dǎo)率可以通過(guò)化學(xué)摻雜或外加偏壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，因而石墨烯在光學(xué)性質(zhì)上具有很強(qiáng)的可調(diào)性。在研究SPs在石墨烯覆蓋的一非準(zhǔn)周期Thue-Morse序列的傳播特性時(shí)，在理論上從Maxwell方程出發(fā)，運(yùn)用傳輸矩陣法推導(dǎo)出表面等離激元在由石墨

6、烯和光子晶體組成的介質(zhì)-石墨烯-介質(zhì)（DGD）三明治結(jié)構(gòu)上的傳輸特性。通過(guò)數(shù)值計(jì)算來(lái)模擬表面等離激元在太赫茲波段的傳輸特性。數(shù)值結(jié)果表明在SPs正入射時(shí)，光子帶隙寬度和位置基本不隨Thue-Morse序列項(xiàng)數(shù)的增加而改變；對(duì)于表面含有石墨烯的周期性光子晶體，可以通過(guò)改變傳統(tǒng)電介質(zhì)材料的介電參數(shù)和材料厚度等來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而改變傳播特性。隨后我們研究了SPs在由石墨烯覆蓋的一維準(zhǔn)周期Fibonacci序列的傳播特性，同樣利用運(yùn)用傳輸矩陣法推導(dǎo)出SPs由在介質(zhì)-石墨烯-介質(zhì)（DGD）三明治結(jié)構(gòu)上的傳輸特性。數(shù)值結(jié)果表明當(dāng)SPs正入射時(shí)

7、，高階光子帶隙寬度和位置基本不隨Fibonacci序列中序列的項(xiàng)數(shù)的增加而改變；對(duì)于表面含有石墨烯的非周期光子晶體，可以通過(guò)改變傳統(tǒng)電介質(zhì)材料的介電參數(shù)和材料厚度等來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而改變傳播特性。關(guān)鍵詞：石墨烯；太赫茲；等離激元帶隙；IABSTRACTABSTRACTTheinnovativetechnologyofhigh-performancephotoelectricmaterialsplayanimportantroleinmanyfields,includingmedicalscience,imageanddisplay

8、technologies,militaryaffairs,photo-communication,environmentalmonitoring,safetyinspectionandthedevelopmentofindustriesprocesscontro