一、Design of a Photonic-Crystal Channel-Drop Filter Based on the Two-Dimensional Triangular-Lattice Hole Structure（论文文献综述）
李然[1]（2021）在《高离子传输多孔电致变色电极构筑及其多功能性设计》文中研究指明电致变色材料的研究已有50多年的历史,电致变色器件在组装形式、电致变色效果、材料的种类等方面都取得了较大的进展。近年来,多孔结构电极因有效的提高了电致变色器件的各项性能而受到广泛关注。然而随着柔性电子、可穿戴设备和人工智能等领域的飞速发展,以及器件集成化和微型化的大趋势下,基础研究和产业界均对电致变色领域提出了高柔性、多色彩以及多功能性等新的需求。多孔电极及器件在和满足以上迫切需求和实现新功能的过程中,也产生了许多新的科学问题,具体如下:（1）疏松的多孔机械性能较差,在复杂力场下易崩塌。构筑同时具有高离子电导率和优异机械性能的电致变色电极是一项极具挑战性的问题;（2）传统晶态电致变色材料具有致密的晶体结构,狭窄的晶格间距使得离子嵌/脱过程缓慢且需要克服较大空间位阻,影响了变色性能和长期稳定性,构建多孔结构并未解决晶格间缓慢扩散这一根本问题;（3）实现电致变色器件的多功能性的策略大多是利用不同活性材料或功能性器件的直接叠加。活性层数的增多带来了能量消耗、散热和接口等问题,多材料兼容性和界面问题也是巨大挑战。基于此,本课题围绕多孔电致变色材料的结构优化及孔道设计,构建了快离子传导以及多色彩、高柔性的高效电致变色电极,对电极的微观孔道结构与电致变色特性的关联性进行了深入讨论;以多孔电致变色薄膜为电极,制备出柔性半固态器件,并从电致变色器件的角度对其多功能性进行了分析和研究。具体研究内容如下:为了构筑同时具有高离子电导率和优异机械性能的电致变色电极。在液-液界面组装了基于MXene（Ti3C2Tx）和衍生的Ti O2薄片的纳米级别厚度的均匀多孔薄膜,并转移到柔性基底上制备了Ti O2/Ti3C2Tx多孔异质结构电致变色电极。由于组装的单层Ti O2薄膜具有优异的电子和离子电导性,以及MXene导电层和Ti O2电致变色层的二维特性,该柔性电致变色电极在保持高机械性能的同时,显示出了远高于传统Ti O2基电致变色材料的变色速度（<0.1 s,传统>10 s）和着色效率(277 cm2 C-1,传统<50 cm2 C-1),以及优异的电化学稳定性（500次循环后仍保持93%）。此外,进一步展示了大面积柔性器件的组装技术,它可以与任意曲面和柔性表面集成,且具有优异的柔性和机械稳定性,有望应用于柔性电子等领域。针对过渡金属氧化物晶体材料晶体结构致密,晶格间距过小的问题。采用具有本征孔道的金属有机框架材料（MOFs）作为高效离子传输多色彩电致变色电极,探究了两种不同孔道尺寸（直径分别为10（?）和33（?））的NDI基MOFs材料中的多离子扩散规律,获得了高性能Na+基电致变色电极。该MOFs电极具有理想的Na+离子输运通道（高于传统过渡金属氧化物6个数量级）,同时具有良好的着色效率(260 cm2 C-1)以及电化学/环境稳定性。利用无掩模激光雕刻技术制备了电致变色二维码器件,展示了MOFs基Na+离子电致变色器件在物联网中的实际应用潜力。为解决MOFs电致变色材料本征刚性和电导性过低等问题。利用二维α-Ni（OH）2薄片作为前驱体进行原位模板转化,获得了多种大晶畴面积的导电二维离子配位MOFs薄片,并详细研究了转变过程及高效合成规律。基于获得的高质量二维MOFs薄片制备了高性能电致变色电极,该电极显示出了远高于传统MOFs基和其他无机晶态电致变色材料的电荷利用率(436 cm2 C-1),以及优异的力学稳定性,有望应用于柔性电子及光学等领域。从电致变色器件多功能性角度出发,受头足纲动物的伪装策略启发,提出并验证了一种新型的自适应电致变色器件。在卟啉基多孔聚合物单一薄膜上同时实现了动态光识别和变色的两种功能,从而达到了自主与环境颜色适应的效果。解释了电位调节电化学掺杂对电致变色材料的色态、相应吸收光谱以及光电流波长响应的影响,为研究其他Polaron/Bipolaron转变材料的光学和电学性质提供了新的思路,在可穿戴设备、自适应光学传感和光谱学等领域有着广阔的应用前景。
何晶晶[2]（2018）在《石墨烯及其氮化结构电子输运性质的研究》文中提出随着半导体行业对器件小型化的要求及纳米科学技术的蓬勃发展,石墨烯及不断出现的类石墨烯二维材料引起了人们广泛的研究兴趣。这些二维材料由于只有单原子层厚度,表现出了与块材迥异的物理性质,给半导体行业带来了新的发展机遇,背后隐含的物理机制也受到人们不断的挖掘。本文采用密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法,研究了石墨烯及几种石墨烯氮化材料的电子结构及输运性质,发现了电子结构的有效的调控手段及有趣的电子输运现象,阐述了现象背后的物理机制,为纳电子器件的设计和应用提供了良好的备选。利用锯齿形石墨烯纳米带对边缘结构非常敏感的特点,不同于已报道的边缘修饰异质原子或者边缘碳环重构的调控方法,本论文首次将线性碳链垂直生长于纳米带的边缘,使碳链并不是沿着电子传输的方向,而是垂直于电子传输的方向,构建了新的纳电子器。发现电子输运性质与碳链的原子数密切相关且具有奇偶性,这主要来源于奇偶数碳链中的双键和单三键相间两种碳碳键型,前者破坏了纳米带的σ操作对称性,使得费米能级附近的能带可以互相耦合,电流变大。本研究实现了通过碳链中碳原子数目对电子输运进行有效调控目的。利用二维C2N材料中分布C、N两种异质原子和孔洞的结构特点,将其剪裁成边缘形貌各异的锯齿形和扶手椅形纳米带,通过结构自身的边缘形貌和边缘异质原子修饰这两种手段实现对C2N纳米带的电子结构的有效调控,并构建由不同宽度纳米带构成的和由不同电子性质纳米带构成的纳电子器件,实现了偏压调控的金属和绝缘体之间的转换,发现了负微分电阻效应、多重负微分电阻效应、整流等有趣的电子输运现象,整流比高达1010。此外,由于C2N结构中均匀分布孔洞,比较适合功能化,于孔洞中心进行过渡金属原子掺杂,实现了对C2N纳米带的电子结构和磁性的有效调控,并将自旋极化率提高至100%,为C2N未来的器件应用提供基础的理论指导。二维C3N材料和C2N材料比较相似,都有C、N两种异质原子,但是前者不存在较大的孔洞,因此二维的C3N剪裁成纳米带后的边缘形貌主要取决于边缘原子的种类,本论文着重研究边缘原子种类对C3N纳米带电子结构的调控,发现C3N纳米带是否为半导体取决于氮原子是否同时出现在上下边缘。通过将不同边缘种类的纳米带构建成台阶式双极型器件,研究了边缘种类、台阶大小和界面势垒对电子输运现象的影响,发现了整流二极管行为、负微分电阻效应等有趣的物理现象。C3N材料的简单剪裁方法和丰富的电子输运性质有利于其在纳米电子器件领域的应用。
孙林[3]（2019）在《溶液法制备过渡金属氧化物和（硫）碘化物及其光电探测器研究》文中研究表明光电探测器是一种可以将光信号转换为电信号的设备,在成像技术、环境监测和光通信等领域都扮演着十分重要的角色。商业使用的光电探测器多数的设计是基于晶体硅和硅-锗异质结或III-V族半导体合金体相材料。然而,这类材料具有易碎、价格昂贵以及苛刻的制备工艺等诸多缺点,难以满足下一代光电子器件在低功耗、轻量化设计、易于携带、机械柔性、可扩展性以及低制备成本等方面的需求。以卤化物钙钛矿,无机纳米晶体,有机半导体和新兴二维材料为代表的新型低维半导体材料拥有独特物理电子性质。因而基于低维材料构筑的快速响应、灵敏度高和低功耗的宽光谱光电探测器有望成为通讯、遥感、监测和成像等技术的至关重要元器件,所以受到国内外高度研究关注,成为信息等领域研究的前沿热点问题之一。目前普遍研究的低维材料光探测器探测范围从深紫外到近红外,器件的单一技术指标非常优异。但评价低维材料光探测器性能优劣不能仅关注一个技术指标,需要综合考虑各个技术指标间的平衡关系。此外如何发展廉价、简易材料制备工艺以及构筑基于低维材料大面积光电探测器还具有挑战性,所以这方面的研究具有重要科学和应用价值。而溶液法合成具有低成本、规模化的特点,其合成通常涉及水热/溶剂热反应,基于溶液的自组装,模板辅助生长和随后的热处理过程等。受益于低成本和简单的制造工艺,已经探索了各种可溶液处理的半导体材料来构筑光电探测器。因此,从基础研究和技术应用的角度,本学位论文,发展了简易溶液法,成功地制备了基于过渡金属氧化物、（硫）碘化物的低维材料,并构筑基于此类材料的光电探测器,系统研究它们的性能,探索探测器各技术参数的平衡关系。结合探索新型材料和器件架构,具体地我们从材料合成、结构、维度、器件探测机制、光谱响应波段等方面着手,展示了近期一系列有关新型光电器件的工作。主要包括基于自供电,低维柔性,混合维度范德华异质结构,反常负光电导等光电探测器件。为低维材料规模合成,光电器件功能应用,多场所系统集成作出一些探索。主要研究内容与结果如下所示。1.基于Fe:TiO2/n-Si异质结的自供电紫外-可见光电探测器。在本章中,发展了简便的溶液方法,将钛酸四丁酯(C16H36O4Ti)乙醇溶液与无水氯化铁（FeCl3）的乙醇溶液混合搅拌形成溶胶,硅片上旋涂该溶胶随后退火处理,制备出Fe掺杂TiO2（Fe:TiO2）/n-Si异质结,由此构筑了具备快速响应,高光敏性和自供电的Fe:TiO2/n-Si紫外-可见光电探测器。器件具有出色的光响应特性,包括在零偏压下0.5 mW?cm-2光照条件下,46 mA/W（350 nm）和60 mA/W（600 nm）的高响应度,以及无外部能量供应或外部能量供应不足条件下超灵敏（开/关比率高达103）,快速（上升/衰减时间<10/15 ms）和宽带（紫外-可见）的光电探测。此外,异质结的量子效率在-0.5V的小反向偏压下在宽波长范围内超过100%。自供电源于Fe:TiO2和Si之间存在内建电场,这有助于促进光生电子-空穴对的分离和调节电子传输。Fe:TiO2/n-Si器件的电容-电压（C-V）测量也证实了内建电场的存在。并且构筑的多个异质结器件都表现出稳定,可重复的光电特性。这种Fe:TiO2/n-Si异质结光电探测器可适用于紫外-可见光波段中弱信号的快速检测。2.基于毫米尺寸PbI2薄片和Pb5S2I6纳米线的柔性光电探测器。在本章中,通过发展水热法,将氯化铅（PbCl2）,碘（I2）,硫脲（（NH2）2CS）与蒸馏水加入至高压反应釜中并在150°C下保持10小时,合成尺寸可达5 mm的大尺寸层状结晶PbI2薄片。分析生长动力学发现硫脲的存在和温度下降促进了大面积片状产物的产生。在柔性聚酰亚胺（PI）衬底上构建的PbI2薄片光电探测器,通过光电流测量发现在510 nm表现出5 mA·W-1的响应度。此外,器件的响应速度小于30 ms。在5 V的偏压下,获得低于10pA的暗电流。PbI2薄片具备的光谱选择性可用于窄带的光电探测。通过改变反应物的组分该反应过程可以获得Pb5S2I6纳米线,以此构筑的纳米线膜光电探测器通过光电测量发现更宽的光谱响应范围。此外PbI2薄片和Pb5S2I6纳米线的柔性光电探测器都具有出色的柔韧性,机械稳定性,耐折性和长期稳定性。大面积PbI2薄片和Pb5S2I6纳米线的独立自支撑生长的发现会导致器件制造的灵活性。这些发现将拓宽对范德瓦尔斯层状卤化物半导体的基础知识。同时这种水热合成方法简单,可扩展,适用于其他二维层状材料。3.SbSI晶须/PbI2薄片混合维范德华异质结光电探测器。在上述PbI2工作基础上,本章中,我们首次报告了由单个SbSI晶须和单个PbI2薄片构筑的大型混合维范德华异质结构,并用于光电探测。异质结有效面积达到105μm2,远远大于其他工作报道的器件结面积。通过拉曼光谱验证层间耦合,SbSI/PbI2异质结构显示了界面处的范德华相互作用。无光照下器件的Ids-Vds特性曲线,具有类似整流的特征,这都佐证了SbSI/PbI2范德华异质结的形成。受益于毫米级晶须和薄片,我们利用了SbSI和PbI2之间的范德华结界面和操作灵活性。由于比单个材料更大的光捕获截面,这种混合维异质结构用作光电子平台。二维材料充当集电极,而一维材料充当电流通道。与单个SbSI晶须器件相比,异质结器件可以实现较低的暗电流和较宽的光谱响应范围。SbSI/PbI2光电探测器的响应度高达26.3mA·W-1,快的响应速度12 ms。此外构筑的多个SbSI/PbI2光电探测器都表现出可靠,稳定的光电特性。大面积生长和可扩展的方法为二维材料有效的转移和范德华异质结组装提供了一种方案。4.首次发现B相VO2纳米棒中自驱动光响应,反常负光电导以及电阻开关现象。本章中发展水热法,将氧化钒（V2O5）和草酸（H2C2O4）加入到超纯水并在200°C保持20小时即得到B相VO2纳米棒。基于B相VO2纳米棒构筑了可用于光电探测和电阻开关的薄膜器件。首次发现接近零偏压处,与许多其他半导体不同,VO2纳米棒薄膜器件的光电流产生受到光热电效应的影响,而不仅仅是光激发电子-空穴对的分离。零偏压时,器件在250-850 nm宽光谱范围内有着优异的响应。通过波长相关的光电导测量观察到,在远离零偏压处光激发抑制了电导率。通过I-V扫描还发现电阻开关现象这归因于材料的表面态。与相变材料M相VO2薄膜结合构筑温控阻变器件,当温度达到相变温度时,器件发生电阻切换并可用于存储。基于低维VO2材料的新型器件可以应用在低功耗的宽光谱光电探测与阻变存储中。最后在上述工作基础上我们通过水热法将氯化铋（BiCl3）/氯化锑（SbCl3）,硫脲（（NH2）2CS）,碘（I2）加入水溶液中并在180-200°C保持12小时合成了BiSI/SbSI晶须材料,在这类铁电材料构筑的双端器件中发现阻变、压电现象。我们从材料合成,器件构建,精准测试,理论计算,成像探索等方面提出了工作改进构想并作出展望。
陈群[4]（2019）在《基于P（St-MMA-AA）微球的胶体晶体的制备和光学性能》文中提出单分散纳米微粒通过自组装可形成二维或三维的周期性有序结构的胶体晶体,在光学器件、传感器、电子器件和药物传递等领域有广泛的应用。由球形胶体粒子周期性排列组成的光子晶体性能多样、可设计性强,其性能和应用还有很大的研究价值。富勒烯(C60)及其衍生物作为一种新型功能材料,它的奇特性能预示着富勒烯在材料科学、生物和药物科学、电子学以及新兴的纳米科学等方面具有很好的发展前景,从而为富勒烯科学的发展提供了广阔的空间。本文对粒径可控的单分散的苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸三元共聚微球（P（St-MMA-AA）微球）进行形貌设计和表面修饰,与模板法组装相结合,针对其相应胶体晶体的光学性能进行探究,具体研究结果如下:1.合成粒径可调且范围为170 nm-360 nm的单分散P（St-MMA-AA）微球。以单分散P（St-MMA-AA）微球自组装形成的胶体晶体为模板制备了三维大孔有序二氧化硅（SiO2）材料。将超分子富勒烯液晶物理填充到三维大孔有序SiO2材料中,实现从富勒烯液晶的热致性到光子带隙在温度刺激下的可调谐性的转化。初步显示出所得新型光子晶体可逆的温度响应,表明其在传感器、光子器件等方面具有潜在的应用。2.采用共价键将C60接枝在氨基化的单分散P（St-MMA-AA）微球的表面;将C60高的折光指数与光子晶体的周期性结构相结合,实验表明,由于富勒烯的键接有效的提高了聚合物微球的折射率对比度,相应胶体晶体光子带隙相比于未改性微球发生明显的红移,扩大了光子晶体可制备的带隙范围。3.通过调控丙烯酸含量制备出不同孔径结构的P（St-MMA-AA）微球,探索微球的粒径、浓度和孔隙结构对胶体晶体涂层透过率雾度的影响,发现增加微球内部孔隙结构可提高胶体晶体涂层的透过率,且保持雾度不变。实验表明,多孔结构的胶体膜在分散液浓度为0.01%时即可达到透光率标准值,有良好的防眩光性能和耐酸性能,进一步拓宽了多孔纳米粒子在高透光率防眩涂层方面的应用。
杨东[5]（2019）在《二维纳米材料在能源与器件方面的应用与研究》文中认为自从石墨烯发现以来,二维纳米材料已经在能源,物理,化学和电子器件等多个领域展现出了广阔前景。近些年来,围绕着二维纳米材料独特的特性,高效光催化剂、高性能光电器件、柔性电子器件等应用成为了二维材料的研究热点。其中二维材料的高比表面积在制备高效光催化剂具有无可比拟的优势,二维纳米材料的超薄特性为制备微纳米尺度的器件提供可能,二维纳米材料的机械特性在加工可穿戴电子方面展现了优异的性能。尽管二维纳米材料具有各种优异的特性,在研究应用中仍需要解决几个方面的问题:一是大面积规整二维材料的制备问题,传统自下而上的方法合成的二维纳米材料尺寸小,通过气相沉积方法制备的二维纳米材料,电学性能又有所缺陷;二是如何合成高性能的二维纳米材料与完成相应的器件加工,例如单独的C3N4在催化过程中的电子和空穴容易复合,催化活性不高,基于石墨烯基的肖特基太阳能电池在在近红外波段光电转换效率仍然差强人意;三是制备具有优异机械性能和良好生物活性二维纳米材料生物器件,人体器官表面基本都是由柔软弯曲的,如何利用这些二维纳米材料,使其加工的器件能够完美的复合在人体和器官,而不损伤人体组织;四是二维纳米材料与新型信息科技的结合,例如二维纳米材料器件获得信息如何更有效的传递和利用,以及如何利用这些信息提供更可靠的数据分析。本文中,我们通过化学合成法、气相沉积法、转印法以及金属辅助剥离的方法,制备了多种二维纳米材料器件。通过掺杂、复合等手段提高了二维纳米材料本身的性能并利用等离子激元特性提高了相关光电器件的性能。我们还加工了多种可穿戴和可植入生物电子器件,测试其生理毒性并实现了器件无线传输,最终利用人工智能和数据驱动等手段成功实现器件的智能化,所取得主要成果如下:1、二维C3N4纳米片在水解氢上应用研究。通过将melem结合到g-C3N4,构建了一种新型g-C3N4/melem异质结构,制备了一种高性能的非金属光催化剂。该异质结不仅能够有效抑制电子和空穴的复合,还具有界面电荷极化协同效应,大大提高了催化产氢效率。与最初的g-C3N4相比,该低聚物的引入提高了聚合物产氢活性。这种异质结的最大产氢速率可达23mmol/g/h,是 melem 的两倍,比 g-C3N4提高了一倍;2、二维石墨烯纳米材料在等离激元器件上的应用研究。利用微纳加工的方法制备了规整的Ag纳米孔周期阵列（Ag NH）,通过引入石墨烯,成功构建了金纳米膜-石墨烯薄膜-纳米孔三明治结构。该三明治结构实现了水平方向上Ag NH之间亚20nm分布以及垂直方向上Au NP和Ag NH两个结构之间亚纳米级分布。利用石墨烯构建了石墨烯-硅纳米线的光伏器件,根据Ag纳米材料的等离子元吸收带,成功证明了一种等离子激元可以将热电子注入到Si纳米线阵列的策略;3、二维硅纳米材料在可植入神经器件上的应用。通过PDMS印章成功的转印了超薄二维硅纳米薄膜,并利用转印后的硅纳米薄膜加工了一种新型的三维可植入神经器件阵列。这种神经器件阵列是一种多层堆集结构,每个神经元器件有两个硅基光电传感器,同时神经元器件里面有一层Fe,因而器件具有磁性制动的性能。该三维可植入神经器件具有空间光强分布映射能力,这对开发复杂集成的神经器件提供了很好的思路。4、二维MoSe2纳米材料在无线气体传感器上应用研究。通过引入金辅助机械剥离的方法,成功转移了大面积的二维MoSe2纳米材料。这种转移的大面积MoSe2纳米材料具有优异的电学性能,撕裂的MoSe2具有高达几百微米的横向尺度,为构建复杂的器件提供了可能。基于大片MoSe2,加工了三明治结构的表皮电子器件。该器件对NH3和NO2具有良好的选择性响应,并能够对浓度低至百万分之一（ppm）的气体仍保持快速（<200 S）响应。该器件与云端信息系统结合,能够无线传输收集的数据并将数据存储到云端,这为环境监控和有毒气体检测提供了一种新的策略。5、二维MoS2纳米材料在柔性可拉伸电子器件上的应用研究,利用金辅助剥离的方法,制备了大片的二维MoS2纳米片。利用MoS2纳米片作为活化层,加工了一种集光电感应,温度监控等多种功能于一体的柔性可拉伸系统,该系统使用中国传统剪纸结构,大大提高器件本身的拉伸性,这为研究大变形柔性可拉伸电子系统提供了参考。6、基于神经网络的二维纳米材料智能器件研究。利用金辅助剥离的大面积MoSe2纳米片,制备了一种可穿戴的气体传感器手表,该手表对NO2具有优异的响应。通过引入Ag纳米颗粒,提高了传感器的感应性能,进一步与智能手表的集成,进一步证明该系统的可穿戴性和便携性。结合基于神经网络算法的机器学习和云终端共享传感器数据,构建一种可以在复杂风路预测污染源的方法。这为构建复杂的二维纳米智能器件提供了思路。
李志强[6]（2019）在《二维材料平面异质结及其输运特性的研究》文中指出二维材料由于其独特的电子和光学特性,成为材料研究的热点。同时,基于各种二维材料,各种二维异质结也被构造了出来,许多新颖的二维异质结结构和电子特性得以发现。二维异质结可以分为两类,一类是通过机械转移等方法,将单层二维材料层层堆叠起来合成的,称为二维纵向异质结;另外一类是通过直接合成的,无缝拼接的,单原子平面的二维横向异质结。二维纵向异质结由于工艺上较为简单,已经得到了广泛的研究。而二维横向异质结,尽管实验上难以合成,但其在原子面内通过共价键结合,容易平面集成等优点,同样吸引着人们进行研究。本论文运用第一性原理研究了不同纳米孔和不同纳米孔阵列对于单层石墨烯电子特性的调制,接着讨论了其能够形成的新型二维横向异质结;然后,采用非平衡格林函数,研究了六角纳米孔及六角纳米孔阵列石墨烯器件的输运特性。研究内容如下:首先,总结了二维异质结实验合成和特性研究的现状,介绍了二维异质结在电子和光电器件方面的广泛运用。并且阐明了二维横向异质结相比二维纵向异质结所具有的研究价值。然后,基于单层石墨烯材料研究了通过引入不同纳米孔的方式对单层石墨烯进行调制的方法。通过和纯石墨烯纳米带对比,发现纳米孔对于石墨烯纳米带电子特性较好的调制作用,以及不同形状的纳米孔对石墨烯纳米带电子特性具有不同的调制作用。接着,讨论了六角纳米孔阵列对于石墨烯纳米带电子特性的调制。发现不同纳米孔阵列对于纳米带有不同的调制作用。不同于传统的GNM,纳米孔阵列（图案）和纳米带宽度共同影响纳米带的电子特性,其带隙依然保持振荡的趋势。通过改变纳米孔阵列图案和纳米孔对称性能调制其电子特性。接着基于这些调制方式,计算了不同纳米孔纳米带的带阶匹配。发现通过引入不同的纳米孔能够实现第II类的带阶匹配,并且不同纳米带宽度对于纳米孔纳米带的能带匹配具有清晰的影响。即使有相同的纳米孔不同宽度纳米带,能带匹配类型也会发生改变。不同六角纳米孔阵列调制的纳米带也得到了讨论,六角纳米孔阵列纳米带同宽度调制的石墨烯纳米带类似,只实现了第I类的带阶匹配。然后,也讨论了N和B掺杂形成的第III类带阶匹配的纳米带异质结。不同带阶匹配的纳米带异质结丰富了石墨烯器件的可调性,促进了石墨烯纳米带器件的潜在运用。最后,基于非平衡格林函数,探究了石墨烯六角纳米孔器件的输运特性。首先讨论了采用石墨烯作为电极的不同纳米孔阵列（图案）的石墨烯器件的输运特性,发现不同纳米孔阵列对于器件输运特性有一定影响,但即使采用不同纳米孔阵列,这类器件的整流比都很小。接着,讨论了石墨烯纳米孔和石墨烯作为电极的器件的输运特性,发现采用纳米孔作为电极其整流特性较为明显;增加中间区的长度和改用纳米孔阵列（图案）作为电极,其整流特性能得到很大的提升。这些输运机制的探究,为纳米孔调制和构建纳米孔器件提供了参考。
殷亮[7]（2016）在《基于HEMT结构的太赫兹调制器件研究》文中进行了进一步梳理随着太赫兹技术成为国际社会关注的研究热点的同时,国内的研究也在如火如荼地进行。作为太赫兹无线通信系统和太赫兹成像系统中的重要部件——太赫兹波调制器件成为必不可少的研究对象。关于对太赫兹波的调控技术已有很多的相关报道,从材料的选择方面,包括半导体、石墨烯、氧化钒、光子晶体、超材料等;从调控手段上存在电控、温控、光控等多种方式,但不同的调控技术都存在各自的弊端。例如,电控石墨烯调制器件制备简单且调制速率较快,但是调制深度较小;温控导致二氧化钒相变实现对太赫兹波的调制虽然得到了较高的调制深度,但是调制速率很慢。硅、砷化镓等半导体材料通过和超材料相结合的调制器件是太赫兹调制技术的重要方式之一,但是受限于半导体中载流子迁移率的影响,使得其对太赫兹波的调制速率最高只能达到kHz量级。本文提出一种基于高电子迁移率晶体管结构的太赫兹调制器件,通过电压控制AlGaN/GaN异质结界面处的二维电子气浓度,实现对太赫兹波的高速调制。在研究了关于高电子迁移率晶体管的版图绘制和工艺流程后,通过具体实验步骤中的工艺摸索,得到了电学性能良好的高电子迁移率晶体管。在此基础上,使用软件设计仿真和优化了超材料结构单元,使其谐振频点处于较理想的频段内。绘制高电子迁移率晶体管与超材料结构单元相结合的调制单元版图,并排列成整个调制器件,制出实验所需的掩膜版。在已摸索出的工艺流程和工艺参数的条件下,成功制备出调制器件,通过外加电压于调制器件的栅电极上,可以改变AlGaN/GaN异质结界面处的二维电子气浓度,从而控制晶体管的开启和关断,在与超材料相结合的情况下共同完成对太赫兹波的调制。在对调制器件的透射率和动态调制性能的测试后得到,本调制器件可对太赫兹波的最大调制深度达到约18%,调制速率可达3 MHz。本论文提出的基于高电子迁移率晶体管结构的太赫兹调制器件,能够与Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体工艺相兼容。既适用于动态电信号与太赫兹波耦合的场合,也是构建其他太赫兹系统中重要的功能器件,在太赫兹无线通信、探测和成像方面均具有巨大的应用潜力和价值。
杜雨洲[8]（2014）在《有源硫系材料光子晶体波导的理论研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着光电子学和数字通信业务的发展,人类社会正在进入一个信息的时代。有源光波导器件不但能够补偿全光通信网络系统里的损耗,且因其微型化、集成度高和通信传输容量大等特点,成为了近年来的研究热点。另一方面,光子晶体能够利用其禁带实现对光子严格的局域作用。对于频率落在光子晶体禁带中的光波,只能够在有线缺陷的地方传播,因此,与导光机制为全内反射的传统波导相比,光子晶体波导在减小因波导弯曲而产生的损耗方面有明显的优势。本文的目的是设计一种基于硫族材料Ga-La-S的有源光子晶体波导结构,该波导能够同时传输1550nm波长的信号光和980nm波长的泵浦光。利用平面波展开法和时域有限差分法对光子晶体的结构和带隙进行理论分析计算,并使用Rsoft软件中的BandSOLVE和FullWAVE模块进行模拟,最终设计出满足要求的光子晶体结构：空气圆环柱型的光子晶体,其晶格常数a=1204nm;特殊空气栅格型的光子晶体,其晶格常数a=566nm。在引入线缺陷形成光子晶体波导后,模拟了缺陷带结构并且在可传输的缺陷模中找到了与信号光和泵浦光相匹配的传输模式。最后对信号光和泵浦光在所设计的光子晶体波导（直波导和弯曲波导）中的传输特性进行了仿真,结果表明,本文设计的光子晶体波导能够较好的传输这两种光波。
闫鹏[9]（2013）在《多孔氧化铝薄膜的光学性能调控》文中研究说明光子晶体是一种介电常数（或折射率）在空间周期变化的介电结构,在光子晶体中引入缺陷可以在光子晶体的截止带中出现缺陷峰。光子晶体以及存在缺陷的光子晶体在很多领域有应用前景。本文瞄准现有的氧化铝类光子晶体中存在的截止带带边不陡峭的问题、引入缺陷以及实际应用等方面开展工作。论文的主要研究内容如下：1、采用电流控制模式制备了氧化铝薄膜类光子晶体,有效克服了电压控制模式存在的孔道生长速度不均匀问题。考察了电流控制模式下周期时间、电流数值、占空比、温度和电解液组分等对氧化铝薄膜光学性能的影响。通过选择电流信号的周期时间,我们成功地制备了窄带隙（禁带半峰宽小于20nm）氧化铝薄膜。2、制备了具有缺陷峰的氧化铝薄膜,考察了缺陷引入电压的波形、大小、作用时间、位置和电解液浓度等对缺陷峰的影响。缺陷的位置和物理厚度对缺陷峰透过率的影响最大。3、以窄带隙氧化铝薄膜作为液体传感材料,研究了光子带隙位置（或透过率）与液体折射率之间相互关系。孔道表面的化学修饰能够使光子带隙发生移动,这为后续的探测奠定了基础。4、以油脂作为掩膜,在氧化铝薄膜局部引入缺陷,并以此薄膜为基础,提出了一种以红外线为工作波段的光学防伪技术。
刘旭东[10]（2012）在《GaN光子晶体激光器的数值仿真》文中指出随着社会的发展,人们对存储密度的要求日益增加,目前已经发展到了蓝光存储的时代。在蓝光存储器中,很重要的是半导体蓝光激光器的制造。制造出高效率、小体积的蓝光激光器成为研究人员竞相研究的课题。从上世纪八十年代光子晶体诞生起,其独特的性质使得在很多领域得到广泛应用。光子晶体缺陷态构成的谐振腔用于制造小体积的半导体激光器具有很好的前景和突出的性能。和传统的半导体激光器相比光子晶体激光器有阈值低、体积小、损耗少、模式易控制等优点。首先,本文的仿真实验中首先建立了三维的光子晶体结构,并移去光子晶体中心的晶胞,得到了光子晶体谐振腔结构。其次,利用有限时域差分法,计算了不同晶格常数的GaN光子晶体谐振腔的Q值。第三,对光子晶体的周期进行改变,得到了谐振频率与GaN自身发光频率吻合的谐振腔结构,并得到了六角形光子晶体的Q值最高为2329的结构。第四,对谐振腔结构进行优化,在谐振腔中加入了一层尺寸更小的空气孔。发现加入空气孔后,Q值由原来的2329提高到3067,提高了近31.7%。第五,寻找提高Q值最高的小孔尺寸。发现在小孔半径r和晶格常数a之比为0.183时,谐振腔的Q值有最大的值为4560。对比结果发现,最优化的小孔结构比没有小孔的结构Q值提高了95.8%,比没有进行优化的结果提高了48.7%。本文的研究对于设计和制造光子晶体激光器具有一定的指导意义。
二、Design of a Photonic-Crystal Channel-Drop Filter Based on the Two-Dimensional Triangular-Lattice Hole Structure（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Design of a Photonic-Crystal Channel-Drop Filter Based on the Two-Dimensional Triangular-Lattice Hole Structure（论文提纲范文）
（1）高离子传输多孔电致变色电极构筑及其多功能性设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电致变色器件及材料概述 |
| 1.2.1 电致变色器件类型和工作原理 |
| 1.2.2 电致变色器件结构和基本功能层 |
| 1.2.3 电致变色材料种类和变色机制 |
| 1.3 高离子传输电致变色电极 |
| 1.3.1 电致变色过程的电子离子动力学模型 |
| 1.3.2 电致变色薄膜中离子阱形成和衰减机制 |
| 1.3.3 高离子传输多孔电致变色电极的构建 |
| 1.4 课题的提出及主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 高离子传输MXene/TiO_2柔性电极的构建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料和试剂 |
| 2.2.2 Ti_3C_2T_x的合成 |
| 2.2.3 二维TiO_2微米片的制备 |
| 2.2.4 MXene/TiO_2异质结电极的组装 |
| 2.2.5 电致变色器件的组装 |
| 2.2.6 样品表征 |
| 2.2.7 电化学测量与计算 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 Ti_3C_2T_x衍生二维TiO_2纳米片的结构表征 |
| 2.3.2 液-液界面组装Ti_3C_2T_x透明导电薄膜 |
| 2.3.3 大面积柔性电致变色的器件的组装 |
| 2.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 高离子传输介孔MOFs多色彩电极的构建 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料和试剂 |
| 3.2.2 NDI基配体的合成 |
| 3.2.3 水热法制备MOFs粉体 |
| 3.2.4 水热法制备MOFs薄膜 |
| 3.2.5 MOFs基电致变色器件的制备 |
| 3.2.6 MOFs的晶体结构模拟 |
| 3.2.7 测试与表征 |
| 3.2.8 电化学计算 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 微孔和介孔MOFs结构表征 |
| 3.3.2 不同离子在MOFs孔道中扩散行为研究 |
| 3.3.3 不同离子与MOFs电致变色性能适配性研究 |
| 3.3.4 MOFs基Na~+离子电致变色器件的应用拓展 |
| 3.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 高离子/电子双传输二维MOFs电极的构建 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料和试剂 |
| 4.2.2 α-Ni(OH)_2薄片的合成 |
| 4.2.3 α-Ni(OH)_2作为前驱体合成二维MOFs |
| 4.2.4 样品表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Ni(OH)_2 前驱体及衍生二维Ni-BDC薄片的结构表征 |
| 4.3.2 α-Ni(OH)_2液相生成二维Ni-BDC的反应过程研究 |
| 4.3.3 模板法合成二维MOFs的策略拓展 |
| 4.3.4 Ni-CAT基柔性电极电致变色性能研究 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 高离子传输多孔聚合物基自适应系统的构建 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验原料和试剂 |
| 5.2.2 5,10,15,20-四(4-N,N-二苯氨基苯基)卟啉(T4P)单体的合成 |
| 5.2.3 NDI基配体的合成PT4P电致变色层的电化学聚合 |
| 5.2.4 电致变色器件的组装 |
| 5.2.5 样品表征 |
| 5.2.6 电致变色器件的电化学测量 |
| 5.2.7 电致变色器件对可见光的RGB识别理论与计算 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 PT4P基电致变色器件的结构表征 |
| 5.3.2 PT4P基器件的电致变色性能研究 |
| 5.3.3 PT4P基器件光电行为研究 |
| 5.3.4 基于自感应电致变色器件的光学伪装系统搭建 |
| 5.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 全文结论及展望 |
| 全文结论 |
| 展望 |
| 攻读学位期间研究成果 |
| 致谢 |
（2）石墨烯及其氮化结构电子输运性质的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 专用术语注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 纳米结构概述 |
| 1.2 石墨烯及类石墨烯结构 |
| 1.2.1 石墨烯 |
| 1.2.2 类石墨烯结构 |
| 1.2.3 石墨烯材料的应用 |
| 1.3 一种石墨烯衍生结构——氮化石墨烯结构 |
| 1.3.1 二维C_2N-h2D材料 |
| 1.3.2 二维C_3N材料 |
| 1.3.3 本论文研究方案 |
| 第二章 理论基础与研究方法 |
| 2.1 第一性原理概述 |
| 2.2 密度泛函理论 |
| 2.2.1 Born-Oppenheimen绝热近似 |
| 2.2.2 Hartree-Fork近似 |
| 2.2.3 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.2.4 Kohn-Sham方程 |
| 2.3 纳电子器件输运性质的计算方法 |
| 2.3.1 Landauer-Büttiker公式 |
| 2.3.2 非平衡格林函数理论 |
| 2.3.3 纳米器件输运性质的计算方法 |
| 第三章 边缘垂直生长碳原子链石墨烯纳米带的电子输运性质 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型和计算方法 |
| 3.2.1 一维石墨带的结构特征 |
| 3.2.2 边缘垂直生长碳原子链石墨烯纳米带的几何结构 |
| 3.2.3 计算参数 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 电子输运出现与碳链原子数相关的奇偶性 |
| 3.3.2 奇偶效应机制分析 |
| 3.3.3 碳链未饱和结构的电子输运性质 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 锯齿形C_2N-h2D纳米带中的电子输运性质 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型和计算方法 |
| 4.2.1 C_2N-h2D双极型器件的几何结构 |
| 4.2.2 计算参数 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 负微分电阻效应及产生机制 |
| 4.3.2 偏压调控的金属至绝缘体的转变机制 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 扶手椅形C_2N-h2D纳米带的电子输运性质 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型和计算方法 |
| 5.2.1 扶手椅形C_2N-h2D几何结构 |
| 5.2.2 计算参数 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 一种扶手椅形C_2N-h2D的结构特点和电子性质 |
| 5.3.2 边缘修饰的扶手椅形C_2N-h2D的电子性质 |
| 5.3.3 边缘修饰的扶手椅形C_2N-h2D的整流效应 |
| 5.3.4 另一种窄扶手椅形C_2N-h2D纳米带的边缘调控 |
| 5.3.5 边缘修饰的窄扶手椅形C_2N-h2D纳米带的输运性质 |
| 5.3.6 宽度对边缘修饰的窄扶手椅形C_2N-h2D纳米带的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 过渡金属掺杂的C_2N-h2D纳米带的电子输运性质 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 模型和计算方法 |
| 6.2.1 过渡金属掺杂的C_2N-h2D几何结构 |
| 6.2.2 计算参数 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 未掺杂的C_2NNR电子结构 |
| 6.3.2 TM掺杂的ZC_2NNR的电子结构 |
| 6.3.3 TM掺杂ZC_2NNR引起的自旋极化效应 |
| 6.3.4 TM掺杂的AC_2NNR的电子结构 |
| 6.3.5 TM掺杂的AC_2NNR的电子输运性质 |
| 6.3.6 加U的TM掺杂的C_2NNR的电子结构 |
| 6.3.7 宽度对Ni掺杂的C_2NNR的电子结构的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 C_3N材料中的负微分电阻、整流及二极管效应 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 模型和计算方法 |
| 7.2.1 C_3N双极型器件的几何结构 |
| 7.2.2 计算参数 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 负微分电阻、整流效应 |
| 7.3.2 负微分电阻、整流效应的产生机制 |
| 7.3.3 界面结构钝化后的输运性质 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间撰写的论文 |
| 附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（3）溶液法制备过渡金属氧化物和（硫）碘化物及其光电探测器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光电探测器的简介 |
| 1.2.1 光电探测器的工作机制 |
| 1.2.2 光电探测器的重要参数 |
| 1.2.3 光电探测器所面临的挑战 |
| 1.3 新型光电探测器 |
| 1.3.1 自驱动/自供电光电探测器件 |
| 1.3.2 柔性光电探测器件 |
| 1.3.3 混合维范德华异质结光电探测器 |
| 1.3.4 紫外日盲、红外及太赫兹波段探测 |
| 1.4 低维材料的合成 |
| 1.5 范德华异质结构建及器件应用 |
| 1.5.1 范德华异质结构建 |
| 1.5.2 范德华异质结器件应用 |
| 1.6 论文研究的意义与内容 |
| 1.6.1 论文研究意义 |
| 1.6.2 论文研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 基于Fe:TiO_2/n-Si异质结的自供电紫外-可见光电探测器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 原料及仪器 |
| 2.2.2 样品合成及表征 |
| 2.2.3 器件构建及性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 TiO_2和Fe:TiO_2薄膜/Si异质结的表征 |
| 2.3.2 Fe:TiO_2/n-Si异质结光电探测器的光响应特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于毫米尺寸PbI_2薄片和Pb_5S_2I_6纳米线的柔性光电探测器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 原料及仪器 |
| 3.2.2 样品合成及表征 |
| 3.2.3 器件构建及性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 PbI_2和Pb_5S_2I_6 的表征 |
| 3.3.2 刚性/柔性PbI_2光电探测器光响应特性 |
| 3.3.4 柔性Pb_5S_2I_6 纳米线膜光电探测器光响应特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 SbSI晶须/PbI_2薄片混合维范德华异质结用于光电探测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 原料及仪器 |
| 4.2.2 样品合成及表征 |
| 4.2.3 器件构建及性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 SbSI和 SbSI/PbI_2 vdW的表征 |
| 4.3.2 单根SbSI晶须光电性能 |
| 4.3.3 SbSI/PbI_2异质结光电性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 VO_2纳米棒中自驱动光响应,反常负光电导以及电阻开关 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 原料及仪器 |
| 5.2.2 样品合成与表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 VO_2薄膜器件的自供电光响应 |
| 5.3.2 VO_2薄膜的负光电导 |
| 5.3.3 VO_2电阻开关与存储效应 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 探讨 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果目录 |
| 致谢 |
（4）基于P（St-MMA-AA）微球的胶体晶体的制备和光学性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 聚苯乙烯微球 |
| 1.1.1 聚合物微球的制备方法 |
| 1.1.2 聚苯乙烯微球的性质和应用 |
| 1.2 多孔聚合物微球 |
| 1.2.0 多孔聚合物微球简介 |
| 1.2.1 多孔微球的合成方法 |
| 1.2.2 多孔微球的应用 |
| 1.3 胶体晶体组装 |
| 1.3.1 胶体晶体组装简介 |
| 1.3.2 球形纳米粒子胶体组装方法 |
| 1.4 响应性光子晶体 |
| 1.4.1 响应性光子晶体简介 |
| 1.4.2 响应性光子晶体分类 |
| 1.5 本论文的立题依据及意义 |
| 第二章 富勒烯液晶的物理填充对光子晶体性能的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 主要实验药品和仪器设备 |
| 2.2.2 聚合物微球的合成 |
| 2.2.3 聚合物微球和SiO2 溶胶的共沉积 |
| 2.2.4 共沉积胶体晶体的焙烧和超分子富勒烯的填充 |
| 2.2.5 单分散聚合物微球以及胶体晶体模板表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 不同粒径的单分散聚合物微球的表征 |
| 2.3.2 共沉积胶体晶体的表征 |
| 2.3.3 共沉积胶体晶体焙烧后的表征 |
| 2.3.4 超分子液晶的填充 |
| 2.3.5 超分子液晶填充后的温度响应 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 富勒烯化学改性的聚合物微球及其胶体晶体的光学性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 主要实验药品和仪器设备 |
| 3.2.2 聚合物微球的合成 |
| 3.2.3 聚合物微球的氨基化 |
| 3.2.4 氨基化聚合物微球接枝富勒烯 |
| 3.2.5 富勒烯接枝的聚合物微球制备胶体晶体 |
| 3.2.6 单分散聚合物微球以及胶体晶体模板表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 氨基化P(St-MMA-AA)微球的表征 |
| 3.3.2 混合溶剂比例的表征 |
| 3.3.3 富勒烯接枝的聚合物微球的表征 |
| 3.3.4 相应胶体晶体和布拉格衍射的表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 多孔P(St-MMA-AA)微球防眩光膜制备及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 主要实验药品和仪器设备 |
| 4.2.2 无孔聚合物微球的合成 |
| 4.2.3 出孔聚合物微球的制备 |
| 4.2.4 单分散聚合物微球制备胶体膜 |
| 4.2.5 单分散聚合物微球以及胶体晶体模板表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 P(St-MMA-AA)微球和胶体晶体 |
| 4.3.2 粒度和浓度的影响 |
| 4.3.3 出孔P(St-MMA-AA)微球和胶体晶体 |
| 4.3.4 孔隙结构的影响 |
| 4.3.5 稳定性测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（5）二维纳米材料在能源与器件方面的应用与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 二维纳米材料的制备 |
| 1.2.1 湿化学法制备二维纳米材料 |
| 1.2.2 气相沉积方法制备二维纳米材料 |
| 1.2.3 剥离方法制备二维纳米材料 |
| 1.2.4 转印方法制备二维纳米材料 |
| 1.3 二维纳米材料在能源上的研究与应用进展 |
| 1.3.1 能量存储 |
| 1.3.2 能量转换 |
| 1.4 二维纳米材料在生物电子器件上的研究与应用进展 |
| 1.4.1 二维材料在软体电子生物学的应用 |
| 1.4.2 二维材料的机械性能研究 |
| 1.4.3 二维材料的柔性加工方法 |
| 1.4.4 基于石墨烯的生物电子器件研究进展 |
| 1.4.5 基于MoS_2的生物电子器件研究进展 |
| 1.5 选题背景和研究内容 |
| 1.5.1 选题背景和研究目的 |
| 1.5.2 本论文的研究内容 |
| 1.6 参考文献 |
| 第二章 二维C_2N_4纳米片在光催化光解水制氢中的应用研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 样品制备 |
| 2.2.2 样品表征与测试 |
| 2.3 结果与理论分析 |
| 2.3.1 样品的表征 |
| 2.4 本章小结 |
| 2.5 参考文献 |
| 第三章 二维石墨烯纳米材料在等离激元器件上的应用研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 器件制造 |
| 3.2.2 实验表征与测试 |
| 3.3 结果分析与讨论 |
| 3.3.1 Au NP-石墨烯-Ag NH阵列 |
| 3.3.2 Ag NH间距调控 |
| 3.3.3 单层石墨烯-AgNH阵列 |
| 3.3.4 三维Au NP-1LG-Ag NH阵列的SERS性能表征 |
| 3.3.5 等离子激元结构的硅纳米线光伏器件 |
| 3.3.6 石墨烯-硅纳米线肖特基型光伏器件 |
| 3.3.7 柔性硅纳米线光伏器件 |
| 3.4 本章小结 |
| 3.5 参考文献 |
| 第四章 二维硅纳米材料在可植入神经器件上的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 器件制造 |
| 4.2.2 器件测试与表征 |
| 4.3 结果分析与讨论 |
| 4.3.1 柔性三维可植入器件的概念 |
| 4.3.2 柔性三维可植入器件的加工制造 |
| 4.3.3 针状探针的光电检测器的表征 |
| 4.3.4 针状探针在大脑模型中刺入 |
| 4.3.5 针状探针在三维空间内的光强表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 4.5 参考文献 |
| 第五章 二维MoSe_2纳米材料在无线气体传感器上应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 材料制备与器件加工 |
| 5.2.2 样品测试 |
| 5.3 分析与讨论 |
| 5.3.1 系统概念,结构和设计 |
| 5.3.2 MoSe_2的剥离和表征 |
| 5.3.3 MoSe_2光学与电学特性表征 |
| 5.3.4 人体皮肤上检测NO_2和NH_3两种气体 |
| 5.3.5 电路和云数据收集 |
| 5.4 本章小结 |
| 5.5 参考文献 |
| 第六章 二维MoS_2材料在柔性可拉伸器件上应用研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 器件加工与制造 |
| 6.2.2 力学分析与模拟 |
| 6.2.3 样品测试 |
| 6.3 分析与讨论 |
| 6.3.1 “双喜”电子器件的设计灵感和概念 |
| 6.3.2 “双喜”电子器件的结构 |
| 6.3.3 MoS_2的转移方法及材料表征 |
| 6.3.4 器件的制造流程及表征 |
| 6.3.5 剪纸结构的造型优化 |
| 6.3.6 拉伸性能及弯曲性能测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 6.5 参考文献 |
| 第七章 基于神经网络的二维纳米材料智能器件研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验部分 |
| 7.2.1 系统架构和方法 |
| 7.2.2 银纳米粒子的制备与修饰 |
| 7.3 分析与讨论 |
| 7.3.1 传感器架构及概念阐述 |
| 7.3.2 器件表征和气体响应 |
| 7.3.3 电路设计及系统测试 |
| 7.3.4 机器学习训练集仿真数据获取 |
| 7.3.5 机器学习方法进行污染源预测与定位 |
| 7.4 本章小结 |
| 7.5 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（6）二维材料平面异质结及其输运特性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 二维材料异质结简述 |
| 1.2 二维纵向异质结的研究现状 |
| 1.2.1 二维纵向异质结的合成 |
| 1.2.2 二维纵向异质结的特性 |
| 1.3 二维横向异质结的研究现状 |
| 1.3.1 二维横向异质结的合成 |
| 1.3.2 二维横向异质结的特性 |
| 1.4 本课题选题依据和本论文主要工作内容 |
| 第二章 计算方法及理论基础 |
| 2.1 电子特性计算 |
| 2.2 基于非平衡格林函数的输运计算 |
| 2.3 计算软件 |
| 2.3.1 VASP简介 |
| 2.3.2 NANODCAL简介 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于二维石墨烯材料的特性调制 |
| 3.1 二维石墨烯电子特性的调制 |
| 3.2 引入不同形状纳米孔的石墨烯纳米带电子特性 |
| 3.2.1 石墨烯纳米孔纳米带结构优化 |
| 3.2.2 石墨烯纳米孔纳米带的电子特性 |
| 3.3 纳米孔阵列石墨烯纳米带的电子特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 石墨烯二维横向异质结的第一性原理计算 |
| 4.1 基于石墨烯二维材料的横向异质结 |
| 4.1.1 结构调制的二维横向异质结 |
| 4.1.2 掺杂和钝化调制的横向异质结 |
| 4.2 通过改变纳米带宽度和引入不同形状纳米孔形成异质结 |
| 4.2.1 计算方法 |
| 4.2.2 宽度调制的异质结 |
| 4.2.3 不同形状纳米孔调制的异质结 |
| 4.3 通过不同纳米孔阵列调制的异质结 |
| 4.4 通过掺杂形成异质结 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 石墨烯纳米孔异质结器件的输运特性研究 |
| 5.1 石墨烯电极的纳米孔异质结的输运计算 |
| 5.1.1 器件模型 |
| 5.1.2 计算方法和势能图 |
| 5.1.3 器件输运谱线计算 |
| 5.1.4 器件电流/电压曲线计算 |
| 5.2 纳米孔电极的石墨烯异质结器件的输运特性 |
| 5.2.1 单纳米孔电极石墨烯器件 |
| 5.2.2 中心散射区长度对输运特性的影响 |
| 5.2.3 图案化纳米孔电极石墨烯器件输运特性 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士期间取得的成果 |
（7）基于HEMT结构的太赫兹调制器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 太赫兹波概述 |
| 1.2 太赫兹波的特性和应用 |
| 1.3 太赫兹调控技术简介 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 第二章 氮化镓材料及其异质结器件 |
| 2.1 GaN基材料特性 |
| 2.2 二维电子气的产生原理 |
| 2.3 AlGaN/GaN HEMT结构和工作原理 |
| 第三章 HEMT器件的制备和电学性能研究 |
| 3.1 HEMT器件的尺寸设计和版图绘制 |
| 3.2 AlGaN/GaN HEMT器件的具体工艺步骤 |
| 3.2.1 AlGaN/GaN HEMT的外延生长 |
| 3.2.2 AlGaN/GaN HEMT有源区的刻蚀 |
| 3.2.3 AlGaN/GaN HEMT的源漏欧姆接触 |
| 3.2.4 AlGaN/GaN HEMT的表面钝化开孔 |
| 3.2.5 AlGaN/GaN HEMT栅极金属蒸发 |
| 3.3 AlGaN/GaN HEMT器件的电学性能测试 |
| 3.3.1 线形传输线模型 |
| 3.3.2 AlGaN/GaN HEMT的转移和输出特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 太赫兹调制器件的制备和性能研究 |
| 4.1 超材料的仿真与其和HEMT相结合的版图绘制 |
| 4.1.1 超材料的设计和仿真 |
| 4.1.2 调制器件的版图设计和绘制 |
| 4.2 太赫兹调制器件的制备 |
| 4.2.1 调制器件有源区刻蚀与欧姆金属接触 |
| 4.2.2 调制器件栅条的制备 |
| 4.2.3 调制器件介质层沉积和开孔 |
| 4.2.4 调制器件的超材料层制备 |
| 4.3 THz调制器件的测试 |
| 4.3.1 调制器件的TDS测试 |
| 4.3.2 调制器件的动态测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 全文结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 硕士期间所取得的研究成果 |
（8）有源硫系材料光子晶体波导的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题提出的背景及意义 |
| 1.2 光波导放大器原理 |
| 1.2.1 光放大原理 |
| 1.2.2 镱铒共掺系统的光放大 |
| 1.3 硫族玻璃材料介绍 |
| 1.4 光子晶体波导特性、优势和硫族材料有源波导的发展进程 |
| 1.4.1 光子晶体和光子晶体波导的概念、特性及优势 |
| 1.4.2 光子晶体和光子晶体波导的研究现状 |
| 1.4.3 硫族材料有源光波导的研究进展 |
| 1.5 硫族材料Ga-La-S光波导及光子晶体波导的制备 |
| 1.6 本论文的主要内容 |
| 2 光子晶体的理论研究 |
| 2.1 光子晶体结构与晶格 |
| 2.2 数值计算方法 |
| 2.2.1 平面波展开法 |
| 2.2.2 时域有限差分法(FDTD) |
| 2.2.3 其他理论方法 |
| 2.3 二维光子晶体带隙结构 |
| 2.4 计算机仿真软件 |
| 2.5 本章总结 |
| 3 光放大用的镱铒共掺光子晶体的结构设计 |
| 3.1 光子晶体波导的导光机制 |
| 3.2 有源光子晶体结构设计条件 |
| 3.3 光子晶体的结构设计 |
| 3.3.1 光子晶体结构确定 |
| 3.3.2 空气环柱型光子晶体的结构分析 |
| 3.3.3 特殊空气栅格型光子晶体结构分析 |
| 3.4 光子晶体的带隙模拟 |
| 3.4.1 空气环柱型光子晶体的带隙结构分析 |
| 3.3.2 特殊空气栅格型光子晶体的带隙结构分析 |
| 3.5 本章小节 |
| 4 光放大用的光子晶体光波导的结构设计及传输仿真 |
| 4.1 光子晶体光波导 |
| 4.2 光子晶体波导的传输模式分析 |
| 4.3 光子晶体光波导的传输仿真 |
| 4.4 本章小节 |
| 5 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（9）多孔氧化铝薄膜的光学性能调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光子晶体 |
| 1.1.1 基本概念 |
| 1.1.2 光子晶体基本特征 |
| 1.1.3 光子晶体的应用 |
| 1.1.4 光子晶体制备方法 |
| 1.2 氧化铝薄膜类光子晶体研究动态 |
| 1.3 一维光子晶体基本理论与相关实验 |
| 1.4 本文的研究意义和研究内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 电流控制模式下氧化铝薄膜的制作 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验过程及薄膜表征 |
| 2.2.1 实验设备 |
| 2.2.2 实验过程 |
| 2.2.3 氧化铝薄膜的结构和光学性能表征 |
| 2.3 电流模式下氧化铝薄膜的孔道结构模型 |
| 2.4 方波电流氧化下的氧化铝薄膜 |
| 2.4.1 上下限电流持续时间的影响 |
| 2.4.2 上下限电流数值的影响 |
| 2.5 锯齿波电流氧化下的氧化铝薄膜 |
| 2.5.1 占空比对薄膜光子带隙的影响 |
| 2.5.2 上限电流对薄膜光子带隙的影响 |
| 2.5.3 周期时间对薄膜光子带隙的影响 |
| 2.6 正弦波电流氧化下的氧化铝薄膜 |
| 2.6.1 周期数对薄膜光子带隙的影响 |
| 2.6.2 周期时间对薄膜光子带隙的影响 |
| 2.6.3 上下限电流对薄膜光子带隙的影响 |
| 2.7 温度对氧化铝薄膜结构和光子带隙的影响 |
| 2.8 溶液组分对氧化铝薄膜结构和光子带隙的影响 |
| 2.9 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 含缺陷氧化铝薄膜的制备及其光学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验过程及薄膜表征 |
| 3.2.1 铝片的阳极氧化 |
| 3.2.2 氧化铝薄膜的表征 |
| 3.3 恒压53V制备含缺陷的氧化铝薄膜 |
| 3.4 恒压30V制备含缺陷的氧化铝薄膜 |
| 3.4.1 缺陷厚度对氧化铝薄膜的影响 |
| 3.4.2 缺陷位置对氧化铝薄膜的影响 |
| 3.5 其它电压波形制备的含缺陷氧化铝薄膜 |
| 3.5.1 缺陷引入电压波形(Ⅰ)对氧化铝薄膜的影响 |
| 3.5.2 缺陷引入电压波形(Ⅱ)对氧化铝薄膜的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 窄带隙氧化铝薄膜应用探讨 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验过程及薄膜传感测试 |
| 4.3 氧化铝薄膜对液体的光谱响应 |
| 4.4 化学修饰对氧化铝薄膜窄带隙的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 含缺陷氧化铝薄膜的光学防伪设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 局部含缺陷的氧化铝薄膜制备过程 |
| 5.3 含缺陷氧化铝薄膜的微观结构和红外光学功能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表论文情况 |
（10）GaN光子晶体激光器的数值仿真（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 序 |
| 目录 |
| 1 引言 |
| 1.1 本文的相关背景 |
| 1.2 光子晶体 |
| 1.3 时域有限差分法 |
| 1.4 本文的主要工作及内容 |
| 2. 光子晶体激光器 |
| 2.1 光子晶体简介 |
| 2.2 光子晶体理论 |
| 2.3 光子晶体与LED |
| 2.4 半导体激光器 |
| 2.4.1 P-N异质结的高注入比对载流子的限制 |
| 2.4.2 光波导作用 |
| 2.4.3 欧姆接触 |
| 2.4.4 半导体激光器存在的问题 |
| 2.4.5 光子晶体带隙 |
| 2.5 光子晶体禁带 |
| 2.6 光子晶体谐振腔 |
| 2.7 光子晶体激光器 |
| 2.8 光子晶体应用 |
| 2.8.1 光子晶体光纤 |
| 2.8.2 光子晶体波导 |
| 2.8.3 高效低耗反射镜 |
| 2.8.4 光子晶体超棱镜 |
| 2.9 光子晶体的制备 |
| 2.9.1 一维光子晶体制作 |
| 2.9.2 二维光子晶体制作 |
| 2.9.3 三维光子晶体的制作 |
| 3. 时域有限差分法 |
| 3.1 FDTD原理 |
| 3.2 Yee氏网格 |
| 3.3 对于二维光子晶体的FDTD求解 |
| 3.4 边界条件 |
| 3.5 PML介质中的波方程 |
| 3.6 激励源 |
| 3.6.1 时谐场源 |
| 3.6.2 高斯脉冲 |
| 3.6.3 平面波 |
| 3.7 FDTD网格划分 |
| 3.8 检测器 |
| 3.9 Q值计算的原理 |
| 3.9.1 低Q谐振腔 |
| 3.9.2 高Q谐振腔 |
| 4. 实验仿真 |
| 4.1 实验目的 |
| 4.2 实验参数设置 |
| 4.3 光子晶体结构 |
| 4.4 网格的划分 |
| 4.5 FDTD计算区域的选取 |
| 4.6 边界的选取 |
| 4.7 检测器的设计 |
| 4.8 光源的选择 |
| 4.9 晶格常数的选择 |
| 4.9.1 晶格常数为200nm |
| 4.9.2 晶格常数为190nm |
| 4.9.3 晶格常数为180nm |
| 4.9.4 晶格常数为170nm |
| 4.9.5 晶格常数为175nm |
| 4.10 计算光子禁带 |
| 4.11 结构优化 |
| 4.11.1 小孔尺寸优化 |
| 4.11.2 优化结果检验 |
| 5. 结论 |
| 6. 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
四、Design of a Photonic-Crystal Channel-Drop Filter Based on the Two-Dimensional Triangular-Lattice Hole Structure（论文参考文献）
- [1]高离子传输多孔电致变色电极构筑及其多功能性设计[D]. 李然. 东华大学, 2021(01)
- [2]石墨烯及其氮化结构电子输运性质的研究[D]. 何晶晶. 南京邮电大学, 2018(02)
- [3]溶液法制备过渡金属氧化物和（硫）碘化物及其光电探测器研究[D]. 孙林. 东华大学, 2019(05)
- [4]基于P（St-MMA-AA）微球的胶体晶体的制备和光学性能[D]. 陈群. 青岛大学, 2019(02)
- [5]二维纳米材料在能源与器件方面的应用与研究[D]. 杨东. 中国科学技术大学, 2019(02)
- [6]二维材料平面异质结及其输运特性的研究[D]. 李志强. 电子科技大学, 2019(01)
- [7]基于HEMT结构的太赫兹调制器件研究[D]. 殷亮. 电子科技大学, 2016(02)
- [8]有源硫系材料光子晶体波导的理论研究[D]. 杜雨洲. 大连理工大学, 2014(07)
- [9]多孔氧化铝薄膜的光学性能调控[D]. 闫鹏. 中国科学技术大学, 2013(05)
- [10]GaN光子晶体激光器的数值仿真[D]. 刘旭东. 北京交通大学, 2012(10)