石墨烯自混频太赫兹探测的调控机制研究

项目名称： 石墨烯自混频太赫兹探测的调控机制研究

项目编号： No.61504016

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 谭仁兵

作者单位： 重庆科技学院

项目金额： 18万元

中文摘要： 石墨烯具有与常规半导体异质结二维电子气不同的奇特电学特性，主要表现为线性色散关系、非线性输运特性和双极型电荷输运特性，并且在室温下具有高迁移率和高电子浓度。同时，石墨烯中高浓度二维电子气与太赫兹波的作用可产生等离子体波激发，可用于太赫兹波的灵敏检测或发射。因此，研究石墨烯中非线性电荷输运和等离子体波的太赫兹响应对发展高效室温太赫兹器件具有重要的探索价值。目前，对基于石墨烯场效应结构的太赫兹探测及其外场调控还缺乏系统深入的理论研究。本课题将主要研究石墨烯载流子在外场作用下的含时输运特性、建立描述石墨烯场效应自混频太赫兹探测的含时动态理论模型。在此基础上，研究外场对石墨烯自混频太赫兹探测的调控机制及其对探测器性能的影响，为设计高灵敏度的石墨烯太赫兹探测器提供理论指导。

中文关键词： 太赫兹探测；石墨烯；输运性质；等离子体波

英文摘要： In contrast to the conventional semiconductor heterojunction, the two-dimensional carriers in Graphene has novel electronic properties, including linear dispersion relation, nonlinear and ambipolar characteristic of charge transport, high mobility and high density at room temperature. The high density 2DEG interact with Terahertz (THz) lead to excitation of plasma wave, which could applied to detection or emission THz wave. We will theoretically study on the THz detector based on Graphene field effect transistor (GFET). The study mainly focus on carrier transport properties under external electrical field applied, and develope analytical model to describe the direct current characteristic of GFET. Then, we will design new type graphene THz detector based on self-mixing model, and investgate the control effection on the performance of the detector under gate and source-drain bias applied. The results could provide valuable guidance for designing and optimization the THz detector.

英文关键词： terahertz detection;graphene;transport properties;plasma wave