石墨烯微電子與光電子器件

《石墨烯微電子與光電子器件》是2020年華東理工大學出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：石墨烯微電子與光電子器件
• 作者：陳弘達,黃北舉,毛旭瑞 等
• 類別：自然科學
• 出版社：華東理工大學出版社
• 出版時間：2020年8月
• 開本：16 開
• 裝幀：精裝
• ISBN：9787562860709

內容簡介

本書總結了近年石墨烯微電子與光電子器件領域的相關研究成果和國內外研究進展，包括石墨烯的基本光電特性，石墨烯電晶體以及基於石墨烯電晶體的新型石墨烯微電子器件，石墨烯光調製器和石墨烯光探測器等石墨烯光電子器件，石墨烯光電子器件與傳統矽CMOS電路單片集成晶片等內容。本書力求將較為完整的石墨烯微電子與光電子器件的基礎知識和研究全貌展示給讀者，期望對讀者掌握石墨烯微電子與光電子器件的基礎知識和相關研究中的關鍵科學問題有所幫助。本書可供從事石墨烯微電子與光電子器件研究的科技工作者使用，也可作為高等院校相關專業的參考用書。

圖書目錄

第1章 緒論

１.１ 引言

１.２ 石墨烯基本物理特性

１.２.１ 能帶結構

１.２.２ 電學特性

１.２.３ 光學特性

１.２.４ 光電特性

１.３ 石墨烯場效應電晶體

１.３.１ GFET結構與基本特性

１.３.２ GFET發展現狀

１.３.３ GFET在射頻領域的套用介紹

１.４ 石墨烯光電探測器

１.４.１ GPD基本結構與特性

１.４.２ GPD發展現狀

１.４.３ GPD潛在套用

１.５ 石墨烯器件製作工藝

１.５.１ 石墨烯轉移技術

１.５.２ 石墨烯圖形化

１.５.３ 石墨烯電連線

１.６ 從石墨烯分立器件到石墨烯集成晶片

第2章 石墨烯電子器件

２.１ 石墨烯場效應管概述

２.１.１ 石墨烯的晶格結構

２.１.２ 石墨烯場效應管的特性

２.２ 石墨烯場效應管制備方法

２.２.１ 適用於石墨烯電子器件的石墨烯材料製備方法

２.２.２ 石墨烯場效應電晶體電子器件製備方法

２.３ 石墨烯射頻微電子器件

２.３.１ GFET倍頻器

２.３.２ GFET混頻器

２.３.３ GFET鑒相器

２.３.４ 石墨烯二極體

２.４ 石墨烯與六方氮化硼

２.４.１ 六方氮化硼（hBN）

２.４.２ 六方氮化硼包裹的石墨烯電子器件

２.５ GFET和柔性電子

２.６ 石墨烯感測器

２.６.１ 石墨烯氣體感測器

２.６.２ 石墨烯壓力感測器

２.７ 石墨烯場效應管的電流 電壓特性和模型

２.７.１ U型轉移特性

２.７.２ 弱飽和特性

２.７.３ Kink區特性

２.７.４ GFET的物理模型（Thiele模型）

２.７.５ GFET物理模型的化簡和工程近似———解析模型

２.８ GFET功能電路

２.８.１ GFET反相器

２.８.２ GFET微分負阻電路

２.８.３ GFET共模差模變換電路

２.８.４ 晶圓級GFET積體電路

２.９ 石墨烯場效隧穿器件和電路

２.９.１ 石墨烯場效應隧穿電晶體的微分負阻特性

２.９.２ 驗證GTFET電特性的實驗

２.１０ 石墨烯倍頻器

２.１０.１ 基於GFET的高純度三倍頻器

２.１０.２ 基於雙柵GFET的可調倍頻器

２.１１ 小結

第3章 石墨烯光調製器

３.１ 引言

３.２ 石墨烯光調製的機理

３.３ 石墨烯電光調製器

３.３.１ 波導型電光調製器

３.３.２ 空間電光調製器

３.３.３ 直接調製石墨烯光源

３.４ 石墨烯輔助微環光調製器

３.４.１ 微環光調製機理

３.４.２ 石墨烯輔助熱光微環調製器

３.４.３ 石墨烯輔助電光微環調製器

３.５ 石墨烯全光調製器

３.５.１ 全光調製器機理

３.５.２ 石墨烯全光調製器

３.５.３ 石墨烯全光調製的套用

第4章 石墨烯光電探測器

４.１ 引言

４.２ 石墨烯光電轉換特性

４.２.１ 光電轉換過程介紹

４.２.２ 石墨烯光電探測機理

４.３ 高速石墨烯光電探測器

４.３.１ 表面入射石墨烯光電探測器

４.３.２ 波導集成石墨烯光電探測器

４.４ 高靈敏度石墨烯光電探測器

４.４.１ 石墨烯／半導體材料異質增強

４.４.２ 石墨烯／半導體量子點薄膜異質增強

４.４.３ 石墨烯／二維材料異質增強

４.４.４ 石墨烯／金屬氧化物異質增強

４.４.５ 石墨烯／離子化合物異質增強

４.５ 零偏壓石墨烯光探測器

４.５.１ 石墨烯／金屬異質結構

４.５.２ 石墨烯半導體異質結構

４.５.３ 石墨烯pn結

４.６ 高穩定性低功耗石墨烯光電探測器

４.６.１ 器件設計

４.６.２ 器件加工和測試

４.６.３ 工作意義

４.７ 石墨烯探測器的套用介紹

４.７.１ 紅外探測

４.７.２ THz探測

４.７.３ 頻率變換

第5章 石墨烯光電器件與矽CMOS晶片集成

５.１ 單片集成石墨烯光接收機晶片

５.１.１ 光接收機前端CMOS電路

５.１.２ 石墨烯光電探測器和CMOS前端接收電路單片集成

５.２ 單片集成石墨烯紅外成像晶片

５.２.１ 紅外成像概述

５.２.２ 石墨烯探測器陣列讀出電路

５.２.３ 石墨烯探測器陣列與CMOS讀出電路單片集成

第6章 展望

６.１ 石墨烯信息器件套用前景

６.２ 高靈敏度石墨烯感測器

６.３ 高速光互連晶片

參考文獻

索引

作者簡介

陳弘達，中科院半導體所研究員。曾任中科院半導體所副所長，兼中國科學院研究生院教授，國家863計畫新材料領域專家組成員，《半導體科學與技術叢書》副主編，中國電子學會半導體與集成技術分會委員，中國光學學會光電技術專業委員會委員，中國材料研究學會青年委員會常務理事，北京電子學會半導體專業委員會委員，國際電氣與電子工程師協會（IEEE）會員，中國電子學會高級會員。　　長期從事光電子與微電子學方面的科研和教學工作，目前研究方向為光電子與微電子集成器件、積體電路與系統。八五期間，成功研製出半導體多量子阱光探測器、光調製器列陣。九五十五期間，負責承擔多項國家863項目和國家自然科學基金項目，成功研製出64×64 SEED與CMOS電路倒裝焊光電子集成面陣器件、基於垂直腔面發射雷射器（VCSEL）多信道光發射接收模組、矽基光探測器與CMOS電路單片集成的光電子積體電路（OEIC），提出了與CMOS工藝兼容的矽基發光器件模型。在國內外學術刊物和會議上發表論文50餘篇，編著《甚短距離光傳輸技術》《微電子與光電子集成技術》2本專著，申請發明專利18項。 　　目前研究領域：包括新型信息光電子器件；光子晶體器件與集成光路；深亞微米高速積體電路和射頻電路；微光電子系統集成晶片（SOC）；微光電子積體電路（OEIC）與系統；高速並行光傳輸模組及其在光網路、光互連中的套用；甚短距離（VSR）高速並行光通信網路系統。目前正在負責承擔著國家自然科學基金重點項目矽基單片光電子集成迴路（OEIC）的關鍵技術及相關理論研究、面上項目植入生物體的專用積體電路及相關模型研究等。