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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

近年来太赫兹技术得到了世界各国的极大关注和广泛研究,并取得了令人瞩目的成果。太赫兹波在物理、化学、天文学、生命科学和医药科学等基础研究领域具有重要的研究意义和广阔的应用前景。目前石墨烯这一热点材料在太赫兹领域也引起人们的注意。如：石墨烯的系统在太赫兹到远红外区域的光导引起了人们极大的关注，研究表明石墨烯可以用于构建太赫兹光电子学的创新装置。已经证明石墨烯是一种强非线性材料，可以实现变频。这种强非线性效应已经使用量子力学方法证实。也已经发现石墨烯纳米带的巨大的太赫兹响应。

本文通过研究具有分离门的单层石墨烯的电导率，分析在太赫兹范围内，带间跃迁电导率的贡献可以是负的。并分析了在不同条件下，电导率在太赫兹范围内，电导率受偏置电压、门电压以及弛豫时间的调制。进一步分析与光电导相关的物理特性。

国内外研究现状

石墨烯是一种由单层碳原子紧密堆积成蜂窝状晶格结构的二维新型单晶材料，具有优异的电、光、热和机械性能。由于其特殊的零带隙能带结构和载流子弛豫特性。在电抽运下石墨烯实现粒子数反转后的带间载流子跃迁复合产生的电磁波恰好处于太赫兹波段，这使石墨烯具有能够产生和放大太赫兹波的特性。近几年，国内北京大学、清华大学、天津大学、山东大学、国家纳米中心及中国科学院金属研究所、物理研究所、化学研究所和上海微系统所、等单位在石墨烯的控制制备、结构表征与物性的研究方面取得了一系列新的进展，相关研究成果发表在国际知名刊物上。在单层石墨烯带间、带内跃迁光电导随频率、温度、波矢的变化的研究很多，并分析了电导与长程、短程、缺陷等各种无序间的关系，所采用的方法主要为玻尔兹曼方程的方法和格林函数的方法。如何调制光电导，进一步利用石墨烯电导的特殊性是研究者一直探索的问题，一般采用电抽运和光抽运的方法。日本学者ryzhii研究了光抽运情况下石墨烯电导率负动态的实现机理，理论证明了利用石墨烯作为激活物质产生太赫兹辐射的可行性。 本文在先前研究者采用电抽运调制光电导的问题中进一步研究石墨烯pn结中光电导对费米能级、偏压、温度、无序等多参数之间的依赖关系。

2. 研究的基本内容

通过文献调研，了解石墨烯独特的结构，以及重点了解光电特性。

根据老师指定的相关文献，推导具有分离门的单层石墨烯结构中的交流电导。

石墨烯的光电导来源于带间和带内的跃迁贡献，在本论文中，由于引入了正负电压，形成石墨烯pn结构，形成了带间跃迁相关的动态电导率在某些条件下为负值，区别于常规的二维平面结构下的电导率结构。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

2016-11-10--2016-11-22确定论文题目、填写任务书

2016-11-23--2016-11-30毕业设计（论文）任务书及进度表

2016-12-01--2016-12-20查找资料、写出论文大纲

2016-12-21--2017-04-30 完成系统总体设计

4. 参考文献

[1] jin z，yao j，kittrell c，et al. large-scale growth and characterizations ofnitrogen dopedmonolayer graphene sheets [j]. acs nano，2011，5: 4112-4117.

[2] park h，brown p r bulovic v. graphene as transparent conductingelectrodes in organicphotovoltaics: studies in graphene morphology， hole transporting layers，and counterelectrodes [j]. nano lett.，2012，12: 133-140.

[3] sun z，james d k，tour j m. graphene chemistry: synthesis and manipulation[j]. j.phys.chem. lett.，2011，2: 2425-2432.