《基於石墨烯的超快太赫茲波的產生和顯微》是依託天津大學，由田震擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於石墨烯的超快太赫茲波的產生和顯微
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：田震
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
太赫茲科學技術有很重要的學術研究價值，在國民經濟和國防建設領域有著極.其重要的套用前景。而相干太赫茲源的研究尤其是小型化、集成化太赫茲源的研究是太赫茲.通信、成像等套用能夠付諸實際套用的前提。其中半導體表面電場發射太赫茲技術具有材料獲取方便、易於集成和操控等獨特優點。鑒於石墨烯具有半導體材料所具有的表面電場發射太赫茲波的特性，我們提出旨在基於石墨烯產生超快寬頻太赫茲波，並通過石墨烯與單模光纖集成，實現太赫茲波的超高解析度顯微成像。通過實驗觀測與系統理論分析總結，揭示太赫茲產生和顯微過程中所蘊含的基本物理規律與機理；通過對這些機理的掌握，製備新型的緊湊微型化、高解析度相干超快寬頻太赫茲源。
結題摘要
本項目基於石墨烯具有的飛秒雷射激發表面電場發射特性，提出旨在基於石墨烯產生超快寬頻太赫茲波，並通過石墨烯與單模光纖集成，實現太赫茲波的超高解析度顯微成像。通過實驗觀測和系統理論分析，我們獲得了基於飛秒雷射激發石墨烯的太赫茲波，但是由於石墨烯厚度的限制導致飛秒雷射與石墨烯相互作用有限，獲得的太赫茲信號比較微弱，難以和光纖集成進行顯微成像研究。因此我們改進了研究計畫，利用太赫茲探針天線實現了太赫茲近場顯微系統的搭建。並且在此過程中，我們發現了石墨烯在太赫茲波段的一些新穎特性，進行了一些有意義的研究工作，包括：1、研究了石墨烯與矽（Si）、石英（Quartz）等襯底材料的結合機制，並測試和分析了不同襯底材料及層數的石墨烯在太赫茲波段的透過率以及電導率差異；2、以矽為襯底的石墨烯樣品上蒸鍍電極形成肖特基結構，製作成太赫茲肖特基二極體，利用雷射和電壓調製石墨烯樣品的化學勢，結合矽基底的載流子擴散，為石墨烯提供了大量載流子，從而實現了高達83%的寬頻太赫茲振幅調製。3、將石墨烯塗覆在太赫茲超材料結構上，利用光電手段（低於1V的偏壓）實現了超過60%的太赫茲波窄帶振幅調製；4、利用太赫茲超材料感測石墨烯，為太赫茲波段高對比度石墨烯成像提供實驗依據;5. 搭建了一套太赫茲近場顯微系統。
