石墨烯与太赫兹科学
多功能可调谐太赫兹石墨烯超表面
多功能可调谐太赫兹石墨烯超表面1. 引言1.1 研究背景太赫兹波是指频率介于100 GHz至10 THz之间的电磁波，具有穿透力强、非电离性、对生物体无害等特点，因此在通信、成像、安全检测等领域具有广泛应用前景。
然而，太赫兹波在传输和控制过程中存在着一系列技术挑战，其中之一就是如何有效调控太赫兹波信号的传播和传感性能。
石墨烯是一种由碳原子单层构成的二维晶体材料，具有优异的电学、热学和光学性能，被广泛研究和应用于光电子器件、传感器等领域。
近年来，研究人员发现将石墨烯与太赫兹技术相结合，可以制备出一种具有多功能可调谐性能的太赫兹石墨烯超表面。
这种超表面不仅可以有效调控太赫兹波信号的传播与传感性能，还具有优异的多功能性能，为太赫兹技术的应用提供了新的解决方案。
因此，研究太赫兹石墨烯超表面具有重要的科学意义和应用价值。
本文将对太赫兹石墨烯超表面的制备方法、特性分析、多功能性能研究以及在通信和成像领域的应用进行深入探讨，为未来太赫兹技术的发展提供有力支持与引导。
1.2 研究意义多功能可调谐太赫兹石墨烯超表面则是将石墨烯与超表面结合，通过控制石墨烯的电学性质来实现太赫兹波的调控。
这种新型材料不仅能够在太赫兹波段实现频率调谐，还能够实现极化控制、波束整形和波束聚焦等功能。
研究多功能可调谐太赫兹石墨烯超表面具有重要的意义。
这种材料的制备和应用可以推动太赫兹领域的技术发展，提高太赫兹波在通信、成像等领域的应用效率和性能。
多功能性的研究将拓展太赫兹石墨烯超表面的应用领域，促进更多领域的技术创新。
这种材料的研究对于推动石墨烯材料在电磁波调控领域的应用也具有重要的推动作用。
研究多功能可调谐太赫兹石墨烯超表面的意义重大，并具有广阔的发展前景。
2. 正文2.1 太赫兹石墨烯超表面的制备方法太赫兹石墨烯超表面的制备方法是一项复杂而精密的工艺过程，需要经过多步骤才能实现。
需要准备高质量的石墨烯材料作为基底，通常采用化学气相沉积或机械剥离法获取单层石墨烯。
太赫兹石墨烯
太赫兹石墨烯太赫兹石墨烯是一种在太赫兹频率范围内具有优异性能的材料。
太赫兹频率是指电磁波频率介于光子学和微波之间的范围，大约在0.1至10太赫兹之间。
石墨烯是由碳原子通过特殊方式构成的二维结构，具有很高的导电性和导热性，同时具备了很强的光学特性。
因此，将石墨烯结合太赫兹技术，可以得到具备独特功能的太赫兹石墨烯材料。
太赫兹频率范围被广泛应用于无线通信、医学成像、安全检测等领域。
太赫兹波可以穿透非导电材料，如纸张、塑料、纤维素等，同时具有较好的分辨率。
因此，在安全检测中可以用于检测和识别隐藏在物体中的物质。
太赫兹医学成像则可以用于检测有机物的结构和组织表面的变化。
太赫兹通信是一种新型无线通信方式，具有高速率、高质量、低功耗等特点。
因此，通过研究太赫兹石墨烯，可以推动太赫兹技术在以上领域的应用进一步发展。
石墨烯本身具有很高的导电性，这使得太赫兹石墨烯可以用于制作太赫兹探测器。
太赫兹探测器是一种能够接收太赫兹信号并转化为电信号的设备。
传统的太赫兹探测器使用铁电材料或半导体材料，但由于其不足，如工作频率受限、尺寸过大等，限制了太赫兹技术的发展。
而太赫兹石墨烯探测器可以克服这些问题，具有更高的灵敏度和更小的尺寸。
太赫兹石墨烯的导电性还使其可以用于制作太赫兹发射器。
太赫兹发射器是一种能够产生太赫兹波的设备。
传统的太赫兹发射器使用激光脉冲或电波激励源，但难以实现快速、可调谐等要求。
而太赫兹石墨烯发射器由于石墨烯的优异电导特性，可以更方便地产生太赫兹辐射，且频率范围较宽。
除了导电性外，太赫兹石墨烯还具备较好的导热性能。
导热性是指物质传递热量的能力。
在太赫兹应用中，导热性能可以保证设备在高功率和高频率工作时不会因过热而受损。
太赫兹石墨烯的导热性能优异，可以提供更高的功率和更快的传输速度。
此外，石墨烯在光学方面也具备独特的特性，对太赫兹波有很好的响应能力。
太赫兹光谱是一种启发式的电磁学技术，可以用于材料的结构与功能的表征。
《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》范文
《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》篇一一、引言随着科技的发展，太赫兹波在通信、生物医学和安全检测等领域的应用越来越广泛。
超材料吸收器作为太赫兹波应用的关键技术之一，其性能的优化和调控成为研究的热点。
本文提出了一种基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器，旨在通过材料的独特性质实现吸收器的性能优化和可调谐性。
二、石墨烯和二氧化钒的特性1. 石墨烯：石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维材料，具有优异的电学、热学和力学性能。
在太赫兹波段，石墨烯具有较高的电导率和可调谐的电学性质，使得其成为超材料吸收器的理想材料。
2. 二氧化钒：二氧化钒是一种相变材料，在特定温度下会发生金属-半导体相变。
在太赫兹波段，二氧化钒的电学性质可调，且具有较高的光学透过率，使其成为超材料吸收器中可调谐元件的理想选择。
三、太赫兹可调谐超材料吸收器的设计本文设计的太赫兹可调谐超材料吸收器以石墨烯和二氧化钒为主要材料，通过将二者结合，实现吸收器的可调谐性。
设计过程中，我们采用了周期性排列的金属-介质-金属结构，其中介质层采用石墨烯和二氧化钒的复合材料。
通过调整石墨烯的电导率和二氧化钒的相变温度，实现吸收器的太赫兹波段的可调谐性。
四、吸收器性能的仿真与分析我们采用时域有限差分法对所设计的太赫兹可调谐超材料吸收器进行仿真分析。
仿真结果表明，该吸收器在太赫兹波段具有较高的吸收率和可调谐性。
通过调整石墨烯的电导率和二氧化钒的相变温度，可以实现吸收峰的频率移动和吸收强度的调节。
此外，该吸收器还具有较高的光学透过率和较低的反射率，有利于提高太赫兹波的应用效率。
五、实验验证与性能优化为了验证仿真结果的准确性，我们进行了实验验证。
通过制备基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器样品，并对其性能进行测试。
实验结果表明，该吸收器具有良好的可调谐性和较高的吸收率，与仿真结果基本一致。
为了进一步提高吸收器的性能，我们进一步优化了金属-介质-金属结构的尺寸和排列方式，以及石墨烯和二氧化钒的复合比例。
石墨烯与太赫兹器件
因为太赫兹光的透射率和反射率对石墨烯的电阻很敏感石 墨烯异质结构中的载流子浓度可以通过外加的栅极电场大 小进行调节.载流子浓度的升降会造成石墨烯结构的电阻率 的变化.这种电阻的可调节性使得石墨烯作为太赫兹器件很 有应用前景.具体例子如下:
• (1)太赫兹调制器:在外场作用下,石墨烯表现出较高的电致电阻和磁致电阻,可 以用来改变太赫兹光在石墨烯器件中透射率或反射率,从而实现赫兹调制器. • (2)可调谐太赫兹滤波器:它与调制器工作原理相似,石墨烯太赫兹滤波器的透 射率可以调节,且滤波器的频率范围也可调. • (3)太赫兹波导:石墨烯优良的导电率和二维平面性质使其成为太赫兹波导材 料的自然选择.而且作为波导材料,其反射率可以调节.
• (4)太赫兹起偏器:石墨烯可以很容易地长在硅片或碳化硅衬底上. 窄带的石墨烯阵列对太赫兹光具有各向异性的透射率,从而可以作 为太赫兹起偏器使用. • (5)太赫兹分光器:多层石墨烯可以用作太赫兹光的分光器,而且其 透射光与分射光的比例可以通过石墨烯的层数及外加电场的大小 进行调节,使得连续可调的太赫兹分光器成为可能.
石墨烯与太赫兹
太赫兹光谱学是一种应用领域广阔且具有很好前景的探测和成像技术.由于 其能带结构和其他特性,石墨烯与太赫兹科学有着内在的必然联系.例如,当 载流子浓度适中(109— 1012cm - 2)时,石烯内部的等离子体振荡频率就是在 太赫兹频段.双原子层石墨烯或者外延生长的石墨烯可能成为半导体,其禁带 宽度可以设计为0— 0.3eV,正好覆盖太赫兹频段. 通过调节石墨烯中的能级与载流子浓度 ，可以进一步控制其太赫兹电导。 石墨稀的双极电场效应允许其电子和空穴在栅压作用下连续可调，最高可 -2 达以上 1013 cm 。而其电阻可以下降 17倍。因此，电压可以被用来调节石墨稀 的载流子浓度和太赫兹电导，从而进一步用于太赫兹波的调控。图表示的 是一种石墨炼场效应管结构，利用这种结iO2/Si上构成场效应管的示意图 石墨烯的太赫兹电导随栅压的变化曲线
科学家开发出石墨烯太赫兹设备样机
美 我 翻 低 压 下 提 高 Ｌ 宪 率 赫 法 Ｄ发 Ｅ
美 国麻 省理 工 学 院 的研 究人 员 通 过 一种 插 座 转 换 设备 使 发光 二 极管 （ Ｅ ）能 够 比其 消 ＬＤ 耗 的 电功 率 释 放 出更 多光 功 率 ， 电源 转 换 效 率 可 达 到 １０ 以 上 。 相 关 研 究 发 表 于 最 新 一 ０％
曾 想 用 二 维 电 子 气 体 来 操 控 太 赫 兹 波 ， 去 年
一
，
是 增加Ｌ Ｄ 的输 出功率 反 而导 致其 效率 Ｅ 灯
下 降 。而 麻 省 理 工 学 院 的研 究 人 员 解 释 说 ， 他 们 的研 究 成 果 大 大 降 低 了外 施 的 电压 。根
据 计 算 ， 当 电压 减 少 到 一 半 ，输 入 功 率 降低 了４ ，而发 出 的光 功 率 与 电压 保 持 一 致 ， 也 倍 达 到一 半 。换 言之 ，当输 出功 率 下 降时Ｌ Ｄ Ｅ 发
他 们 论 证 了基 于 石 墨 烯 的 高 性 能 设 备 ， 今 年 是 首 次 通 过 实 验 证 明 了 这 种 设 备 ， 并 将 进 一 步 开展 研 究 。 （ 科技 日报 ）
不 会立 即促使 超 效率 的Ｌ Ｄ商业 化 ， 因为示 范 Ｅ
项 目仅 能用 很低 的输入 功率 产 生少量 的光 。
光率 却在 增 加 。
在 实验 中 ，研 究 人 员减 少 了Ｌ Ｄ的输入 功 Ｅ
率 ， 仅 ３ 皮 瓦 ， 而 测 量 到 输 出 达 ６ 皮 瓦 的 光 Ｏ ９
量 ，效 率 高 达２ ０ ３ ％。将 相 同 的物 理 机 制 作 用
于 任 何 Ｌ Ｄ，在 外 施 电 压 作 用 下 ， 电 子 和 空 穴 Ｅ
基于石墨烯太赫兹频段超材料天线的设计与研究
基于石墨烯太赫兹频段超材料天线的设计与研究
随着科技的发展，在微波、太赫兹频段中应用石墨烯太赫兹频段超材料天线被越来越多的研究技术热点所关注。
石墨烯被认为是下一代技术的重要元素，其在电磁场处理、高效过滤等应用中能够提升系统性能。
因此，本文探讨了基于石墨烯太赫兹频段超材料天线的设计与研究。
二、研究内容
首先，本文介绍了石墨烯太赫兹频段超材料天线的基本原理，这种天线主要利用石墨烯的电磁波透射特性，采用太赫兹频段元件的结构来构成超材料天线。
研究人员分析了基本结构图，发现其通过平板结构来增强辐射性能，使结构正交至入射电磁波，从而提高收发器的辐射效率。
其次，本文详细介绍了石墨烯太赫兹频段超材料天线的电口特性，包括斯滕伯格常数和穿过系数，以及电阻的影响。
在实验过程中，研究人员采用不同参数设计，并且通过测试有效验证了石墨烯太赫兹频段超材料天线的辐射性能。
此外，本文还研究了石墨烯太赫兹频段超材料天线的可塑性特性，分析了这种天线在实际应用中可以进行多次调节，以满足不同条件下系统的要求。
最后，本文提出了以下几点总结和建议：（1）石墨烯太赫兹频段超材料天线在微型化方面有很大的优势，可以满足多种复杂的电磁环境应用；（2）该天线可以通过加大板式厚度来提高电磁屏蔽效果；（3）
未来研究应更好地整合电磁物理、微波、模拟电路设计、仿真技术等多个学科，以提升超材料天线的技术综合性能。
三、结论
本文通过对石墨烯太赫兹频段超材料天线的研究，深入探讨了其基本原理、电口特性、可塑性特性等，可以为实际应用提供参考。
未来的研究将更好地建立和深入研究石墨烯太赫兹频段超材料天线的特性，以提高其应用前景。
石墨烯可用于重构太赫兹光电子学
石墨烯可用于重构太赫兹光电子学这篇文章阐述了设计重构太赫兹器件的潜力，这类太赫兹器件使用的是具有电学可调谐光学特性的石墨烯调制器和开关。
Berardi Sensale-Rodrı´guez, Student Member IEEE, Rusen Yan, Lei Liu, Member IEEE, Debdeep Jena, Member IEEE, and Huili Grace Xing, Member IEEE翻译：蒋均摘要：在这篇文章中，我们测试了石墨烯作为一种材料用于重构太赫兹光电学。
他能在相当大的太赫兹频带中实现电控调节光学特性，联合其具有的2维特性和易集成特点，这将会导致它有独特的性能从而设计新的太赫兹器件，与此同时也可以提高现行的太赫兹技术。
我们第一次回顾了从石墨烯发现至今在太赫兹光电器件上的表现，包括大面积石墨烯、等离子体的和超材料的器件。
进一步的讨论先进的设计和挑战将会在后面进行。
关键词：自主优化；滤波器；石墨烯；超材料；调制器；等离子体；重构；开关；太赫兹；介绍有前途的运用包括很多的人们致力的领域，其中包括了医药、生物学、通信系统，安全和天文学等等，在最近几年里太赫兹技术已经转变为一个比较热门的研究领域[1]-[3]。
在太赫兹常常被定义在0.1-30THz频段内，是近几十年内最少被研究的电磁频谱，主要因为缺乏在该频段与之产生作用并可以控制的材料和器件。
但是由于太赫兹发射和探测技术的不断提高，太赫兹科学技术在工业和商业应用得到了更多的关注。
例如，太赫兹成像技术运用在几个医学和安全运用行业（例如：牙成像[5]，活体内皮肤癌探测[6]，死人扫描仪[7]等），因为相比更长波长辐射源，太赫兹波更能实现高空间分辨率（比如毫米波），同时也可以比短波长（例如紫外线和X光射线）不容易电离。
同样的许多很重要的光谱信息也在太赫兹频段，这使得太赫兹光谱分析对薄膜特性分析中成为一种很有效的技术[9]，生物学运用[10]和非法物品的检测（比如爆炸物和毒药等）[11]。
石墨烯太赫兹纳米器件综述教学内容
下面主要介绍石墨烯的光电特性。
石墨烯电导率特性
其中e是单位电荷量，h是普朗克常量，ω是光波角频率，Ef是 费米能级，f（.）是费米分布函数，t是动量弛豫时间，г是 描述带间跃迁增加的参数
在低频率（太赫兹频率 ）时，石墨烯的光电导 率主要取决于带内跃迁 ，而在高频率时，带间 跃迁占优势，当频率非 常高时接近可见光范围 ，此时光电导率降低到 一个恒定值e2 /4h,因此 一般情况下，石墨烯片 层只吸收照射到它表明 的2.3%的光，这一特性 满足了人们追求透明电 极的要求。
石墨烯表面等离子体激元的优点有可调谐性，低损耗 性和极端约束模式等。
在ON状态下，整个主机波导具有相同的传播特性，并 且设备表现为从入射端到输出端传输等离激元的过程 。在OFF状态，中央波导的导向性被修改为输入端口 和输出端口之间的隔离状态。
建模
石墨烯是一种单原子厚的无带隙半导体，可由复杂的表面电导率 来表征，此电导率可由Kubo公式来描述，并且主要取决于μc，它 可以通过改变材料的初始掺杂或通过施加外部静电场来控制，其 中Γ为光学散射率。
石墨烯在最小导电率 损耗
时不会引入明显的太赫兹波的插入
石墨烯光电调制器的调制深度范围大概为13%—17%，比传统材 料的6%大很多。
通过电调谐带内跃迁密度，可以控制太赫兹波在石墨烯中的传输 。
人工结构表面-自立式
利用偏压产生的电场使得表面电导率突增，从而激发相邻石墨烯 贴片之间的共振，在感应电流逐渐产生共振时，随着偏压电场强 度的增加，电流密度在贴片的中间急剧增加，在边缘急剧减小。
（a）图理解成R-L-C谐振器。R是电阻率（
的
倒数）实部，它依赖于石墨烯的图案化结构尺寸和形状。电感L
太赫兹石墨烯
太赫兹石墨烯以太赫兹石墨烯是指利用石墨烯材料在以太赫兹波段进行传输和探测的技术。
以太赫兹波段指的是电磁波的频率范围位于300 GHz至10 THz之间。
这一频段的电磁波具有较高的穿透力和较低的能量，因此在许多领域有着广泛的应用前景。
石墨烯是由碳原子通过化学键连接形成的单层蜂窝结构的二维材料。
它具有出色的导电性、热导性和力学性能，被认为是一种具有巨大潜力的材料。
然而，石墨烯在可见光和微波波段的吸收较强，对于以太赫兹波段的应用来说并不理想。
为了克服石墨烯在以太赫兹波段的吸收问题，研究人员提出了一种新的方法，即以太赫兹石墨烯。
以太赫兹石墨烯是通过对石墨烯进行结构调控或与其他材料复合，使其在以太赫兹波段具有优异的传输和探测性能。
以太赫兹石墨烯的研究和应用涉及到多个领域。
在通信领域，以太赫兹石墨烯可以用于高速无线通信和数据传输。
由于以太赫兹波段的特点，以太赫兹通信可以实现高带宽和低能耗的通信方式，因此被认为是未来无线通信的重要技术之一。
以太赫兹石墨烯的应用可以提高信号传输的效率和稳定性，进一步推动以太赫兹通信技术的发展。
在安全领域，以太赫兹石墨烯可以应用于隐蔽武器探测和安全检查。
以太赫兹波段的电磁波可以穿透很多物质，例如纸张、塑料、纺织品等，但对于金属和液体有较强的反射或吸收能力。
利用以太赫兹石墨烯的传输和探测性能，可以实现对隐藏在物体内部的武器或禁止物品的快速检测，提高安全检查的效率和精度。
在医疗领域，以太赫兹石墨烯可以用于生物医学成像和治疗。
以太赫兹波段的电磁波可以穿透生物组织，对于人体无害，因此可以用于检测和诊断疾病。
以太赫兹石墨烯的应用可以提高成像的分辨率和灵敏度，帮助医生更准确地判断病情和制定治疗方案。
除了以上应用领域，以太赫兹石墨烯还可以应用于材料科学、能源领域等。
例如，在材料科学中，以太赫兹石墨烯可以用于材料的表征和性能研究，帮助研究人员了解材料的结构和性质。
在能源领域，以太赫兹石墨烯可以用于太阳能电池的研究和开发，提高太阳能电池的转换效率和稳定性。
多功能可调谐太赫兹石墨烯超表面
多功能可调谐太赫兹石墨烯超表面石墨烯是一种新颖的二维材料，由碳原子单层构成，具有出色的导电性、热导性和机械性能。
这些独特的特性使得石墨烯在多个领域具有广泛的应用前景，包括电子学、光学、传感器和能源存储等方面。
近年来，研究人员发现，通过对石墨烯进行微观结构设计和控制，可以创造出一种名为太赫兹石墨烯超表面的新型材料，具有多功能可调谐的特性，展现出了巨大的研究和应用潜力。
太赫兹波段是指电磁波频率介于红外光和微波之间的一段频段，具有很多在生物医学、通信、安全检测以及图像处理等方面的应用价值。
太赫兹波段的研究和应用一直受限于传统材料的特性，而石墨烯超表面的出现为太赫兹技术的进一步发展提供了新的可能性。
太赫兹石墨烯超表面是一种由石墨烯和微结构纳米天线构成的复合材料，其特性主要由石墨烯基板的电学和磁学响应以及微结构的尺寸和几何形状共同决定。
这种材料不仅能够实现太赫兹波段的调谐和调制，还具有光学透过率高、表面等离振荡增强、极化控制等特性。
多功能可调谐是太赫兹石墨烯超表面的重要特点之一。
对于太赫兹波段的调制和控制，传统的材料和结构存在一定的局限性，而太赫兹石墨烯超表面通过调控石墨烯基板的电学和磁学性质，可以灵活地调谐太赫兹波段的传输特性。
研究表明，通过改变石墨烯基板的电化学氧化还原反应，可以调节石墨烯的电导率和介电常数，从而实现太赫兹波段的频率调谐和相位调制。
太赫兹石墨烯超表面的微结构设计也可以通过控制微结构的尺寸和排列方式，实现太赫兹波段的色散调节和波束操控。
这种多功能可调谐的特性使得太赫兹石墨烯超表面在太赫兹技术和设备中具有广泛的应用前景，可以应用于太赫兹成像、传感、无线通信和天线技术等领域。
太赫兹石墨烯超表面也面临着一些挑战和问题。
目前太赫兹石墨烯超表面的制备和加工工艺尚不够成熟，导致材料的稳定性和可靠性有待提高。
太赫兹石墨烯超表面的多功能调谐机制和光学性能还需要深入研究和理解，才能实现更加精确和可控的太赫兹波调制和控制。
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图 5- 石墨烯可以在铅笔划痕里存在& 上图为铅笔绘制的石墨烯 的二维结构图； 下图为石墨烯在隧道电子显微镜下的图像 （ 引自 !""#： 6 6 %%%& 7#8+"9’:& )888& ;9< 6 =’,1/ 6 30>0 ） 网页：
的硬度而且在对其施加机械力的时候其平面很容易 弯曲& 在发生较大形变的时候， 这种柔韧性可以使石 墨烯的原子结构适应外界的形变， 而不至于发生根 本的改变& 科学家们最近已经利用原子力显微镜测
经发现了， 自然而然地物理学家和材料学家试图通 过化学剥离和微机械剥离的方法来把石墨分离为层
$%%& W %$ W 44 收到 5! 通讯联系人- FM10/： S(13>O2X 8*0- 9N.
键构成的原子量级的六角状线网- 石墨烯的名字来 源于 7Y;=:BVF Z F<F（ 石墨 Z 烯） ， 而且石墨可以 看作是由很多层的石墨烯堆积而成令人惊奇的是， 石墨烯在几个世纪以前就已经
存在于人们的生活中， 只是没有引起人们足够的重
4! 从铅笔到石墨烯
石墨烯 （ 781*(939） 是碳原子紧密堆积成的单层
［ 4］ 蜂窝状结构晶体 ， 可以看作是由碳原子和 I&I
视- 每当人们用铅笔写字或绘画时， 划痕中间就包含 了当今物理学和纳米技术领域最热门的新材料： 石
［ $， "］ 墨烯 （ 见图 4 ） - 石墨的层状结构在几十年前就已
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I9*#!8,8 科学与技术专题 状的结构& 美国哥伦比亚大学的一个研究小组在石 墨烯的制备上已经取得了一定的进展， 他们改进了 微机械剥离法并创造出了一种高科技铅笔— — — “纳 & 用这种纳米铅笔可以制出只有几十层原 米铅笔” 子厚的石墨块
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K:1*(636 科学与技术专题 数值要高于碳纳米管和钻石- 通过维德曼 4 弗兰兹 定律 （ 506768133 4 9:13; /1, ） 可以推导出石墨烯的 导热性主要是由声子散射决定的- 另外， 石墨烯的这
图 $! 石墨烯的一种可能的结构图， 可以看到一些微小尺度下的 起伏 （ 引自网页： ())*： C C ,,,- )(*- .30EFG6/3- 76 C H:1*(636%# ）
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石墨烯中电子主要的散射机理是缺陷散射- 计算表 明， 在室温下和载流子浓度为 <% <$ 28 4 $ 时， 石墨烯内 的声学声子散射将迁移率限制到 $%%%%%28 ・ >
$ 4< ［ <= ， <’ ］ ・? 4 < 以内 - 这时相应的电阻率为 <% 4 ’ ! ・ 28， 低于金属银的电阻率， 而银是已知的室温下电阻率
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状石墨烯悬空放置于二氧化硅凹槽上， 利用原子力 显微镜的探针来测量其机械特性& 石墨烯很高的弹 性系数和杨氏模量使其具有很好的机械强度& 由于 这些固有的优良性质， 石墨烯有可能会应用在压力 传感器和共鸣器领域& 由于石墨烯优良的晶体特性， 它具有很好的电 导率和热导率& 电子可以自由移动而不会受到晶格 缺陷和杂质原子的散射影响& 由于原子间很强的化 学键， 即使是在室温下石墨烯中的电子不可避免地 与碳原子之间的碰撞对电子的影响也是很小的& 最 近人们通过一种非接触光学方法测量了在室温下石 墨烯的热导率， 约为 > E 51 . F・: G 5 ・H G 5［ 55］& 这个
［ <" ］ 旋简并， 造成了电导率公式中出现系数 @ - 这种 ［ <& ］ - 双原子层石 奇异的现象甚至可以在室温下得到
最低的物质- 然而， 室温下对于制备在二氧化硅衬底 上的石墨烯来说， 衬底的光学声子的散射对载流子 迁移率的影响要比石墨烯内部声子的散射来得更 大， 因而 把 迁 移 率 限 制 在 @%%%%28$ ・ > 4 < ・ ? 4 < 左 右
781*(939 科学与技术专题
石墨烯与太赫兹科学
5 韩鹏昱4 ! ! 刘! 伟$ ! ! 谢亚红$ ! ! 张希成4 ， （ 4! 伦斯勒理工学院太赫兹研究中心! 特洛伊 ! 美国! 4$4#% ） （ $! 加州大学洛杉矶分校材料科学与工程系 洛杉矶! 美国! &%%$6 ）
摘! 要! ! 石墨烯 （ 781*(939） 是材料科学和物理科学领域一颗冉冉升起的新星- 作为一种具有优异晶体品质和电 子性质的二维材料， 石墨烯表现出独特的电子输运、 光学耦合、 电磁学和其他新奇的性质- 例如， 石墨烯的禁带宽度 和有效质量为零， 其电子和空穴的运动方式与相对论性粒子相同- 另外， 石墨烯拥有已知材料中最高的迁移率， 且 其迁移率基本与温度无关- 石墨烯具有众多的新颖物理现象和应用潜能， 其中在太赫兹科学上的应用前景尤其广 阔- 石墨烯的等离子振荡、 可外部控制的导电率及可人为调谐的禁带宽度都与太赫兹科学息息相关- 文章重点地介 绍了石墨烯的基本性质和最新研究进展， 并展望了石墨烯在太赫兹科学上的应用前景， 包括石墨烯的太赫兹特性 研究及石墨烯太赫兹器件关键词! ! 石墨烯， 二维晶体， 应用， 太赫兹
面对折， 再把胶带撕开， 这样石墨薄片就被一分为 二& 通过不断地重复这个过程， 片状石墨越来越薄， 最终就可以得到一定数量的石墨烯&
还有些研究人员开发了一些化学方法来制备石墨 烯， 其中大多数都是利用哈默斯方法来得到石墨烯 的氧化物& 例如， 将氧化石墨烯纸放入联胺溶液， 可
［ /］ 以把氧化石墨烯纸还原为单层石墨烯 & 最近有人