全新石墨烯微与光器件陈弘达9787562860709

章 绪论
１.１ 引言
１.２ 石墨烯基本物理特
１.２.１ 能带结构
１.２.２ 电学特
１.２.３ 光学特
１.２.４ 光电特
１.３ 石墨烯场效应晶体管
１.３.１ GFET结构与基本特
１.３.２ GFET发展现状
１.３.３ GFET在频领域的应用介绍
１.４ 石墨烯光电探测器
１.４.１ GPD基本结构与特
１.４.２ GPD发展现状
１.４.３ GPD潜在应用
１.５ 石墨烯器件制作工艺
１.５.１ 石墨烯转移技术
１.５.２ 石墨烯图形化
１.５.３ 石墨烯电连接
１.６ 从石墨烯分立器件到石墨烯集成芯片

第2章 石墨烯器件
２.１ 石墨烯场效应管概述
２.１.１ 石墨烯的晶格结构
２.１.２ 石墨烯场效应管的特
２.２ 石墨烯场效应管制备方法
２.２.１ 适用于石墨烯器件的石墨烯材料制备方法
２.２.２ 石墨烯场效应晶体管器件制备方法
２.３ 石墨烯频微器件
２.３.１ GFET倍频器
２.３.２ GFET混频器
２.３.３ GFET鉴相器
２.３.４ 石墨烯二极管
２.４ 石墨烯与六方氮化硼
２.４.１ 六方氮化硼（hBN）
２.４.２ 六方氮化硼包裹的石墨烯器件
２.５ GFET和柔
２.６ 石墨烯传感器
２.６.１ 石墨烯气体传感器
２.６.２ 石墨烯压力传感器
２.７ 石墨烯场效应管的电流 电压特和模型
２.７.１ U型转移特
２.７.２ 弱饱和特
２.７.３ Kink区特
２.７.４ GFET的物理模型（Thiele模型）
２.７.５ GFET物理模型的化简和工程近似———解析模型
２.８ GFET功能电路
２.８.１ GFET反相器
２.８.２ GFET微分负阻电路
２.８.３ GFET共模差模变换电路
２.８.４ 晶圆级GFET集成电路
２.９ 石墨烯场效隧穿器件和电路
２.９.１ 石墨烯场效应隧穿晶体管的微分负阻特
２.９.２ 验GTFET电特的实验
２.１０ 石墨烯倍频器
２.１０.１ 基于GFET的高纯度三倍频器
２.１０.２ 基于双栅GFET的可调倍频器
２.１１ 小结

第3章 石墨烯光调制器
３.１ 引言
３.２ 石墨烯光调制的机理
３.３ 石墨烯电光调制器
３.３.１ 波导型电光调制器
３.３.２ 空间电光调制器
３.３.３ 直接调制石墨烯光源
３.４ 石墨烯辅微环光调制器
３.４.１ 微环光调制机理
３.４.２ 石墨烯辅热光微环调制器
３.４.３ 石墨烯辅电光微环调制器
３.５ 石墨烯全光调制器
３.５.１ 全光调制器机理
３.５.２ 石墨烯全光调制器
３.５.３ 石墨烯全光调制的应用

第4章 石墨烯光电探测器
４.１ 引言
４.２ 石墨烯光电转换特
４.２.１ 光电转换过程介绍
４.２.２ 石墨烯光电探测机理
４.３ 高速石墨烯光电探测器
４.３.１ 表面入石墨烯光电探测器
４.３.２ 波导集成石墨烯光电探测器
４.４ 高灵敏度石墨烯光电探测器
４.４.１ 石墨烯／半导体材料异质
４.４.２ 石墨烯／半导体量子点薄膜异质
４.４.３ 石墨烯／二维材料异质
４.４.４ 石墨烯／金属氧化物异质
４.４.５ 石墨烯／离子化合物异质
４.５ 零偏压石墨烯光探测器
４.５.１ 石墨烯／金属异质结构
４.５.２ 石墨烯半导体异质结构
４.５.３ 石墨烯pn结
４.６ 高稳定低功耗石墨烯光电探测器
４.６.１ 器件设计
４.６.２ 器件加工和测试
４.６.３ 工作意义
４.７ 石墨烯探测器的应用介绍
４.７.１ 红外探测
４.７.２ THz探测
４.７.３ 频率变换

第5章 石墨烯光电器件与硅CMOS芯片集成
５.１ 单片集成石墨烯光接收机芯片
５.１.１ 光接收机前端CMOS电路
５.１.２ 石墨烯光电探测器和CMOS前端接收电路单片集成
５.２ 单片集成石墨烯红外成像芯片
５.２.１ 红外成像概述
５.２.２ 石墨烯探测器阵列读出电路
５.２.３ 石墨烯探测器阵列与CMOS读出电路单片集成

第6章 展望
６.１ 石墨烯信息器件应用前景
６.２ 高灵敏度石墨烯传感器
６.３ 高速光互连芯片

参考文献
索引

陈弘达，半导体所研究员。曾任半导体所副所长，兼院教授，863计划新材料领域专家组成员，《半导体科学与技术丛书》副主编，中国学会半导体与集成技术分会委员，中国光学学会光电技术专业委员会委员，中国材料研究学会青年委员会常务理事，北京学会半导体专业委员会委员，国际电气与协会（IEEE）会员，中国学会高级会员。　　长期从事光与微学方面的科研和教学工作，目前研究方向为光与微集成器件、集成电路与系统。八五期间，成功研制出半导体多量子阱光探测器、光调制器列阵。九五十五期间，负责承担多项863项目和自然科学项目，成功研制出64×64 SEED与CMOS电路倒装焊光集成面阵器件、基于垂直腔面发激光器（VCSEL）多信道光发接收模块、硅基光探测器与CMOS电路单片集成的光集成电路（OEIC），提出了与CMOS工艺兼容的硅基发光器件模型。在国内外学术刊物和会议上发表50余篇，编著《甚短距离光传输技术》《微与光集成技术》2本专著，申请发明专利18项。 　　目前研究领域：包括新型信息光器件；光子晶体器件与集成光路；深亚微米高速集成电路和频电路；微光系统集成芯片（SOC）；微光集成电路（OEIC）与系统；高速并行光传输模块及其在光网络、光互连中的应用；甚短距离（VSR）高速并行光通信网络系统。目前正在负责承担着自然科学重点项目硅基单片光集成回路（OEIC）的关键技术及相关理论研究、面上项目植入生物体的专用集成电路及相关模型研究等。

“战略前沿新材料——石墨烯出版工程”：“十三五”重点出版物出版规划项目/出版石墨烯是碳的同素异形体大家族的又一个传奇，也是当今横跨学术界和产业界的明星，几乎到了家喻户晓、妇孺皆知的程度。当然，石墨烯是当之无愧的。作为由单层碳原子构成的蜂窝状二维原子晶体材料，石墨烯拥有无与伦比的特。理论上讲，它是导电和导热较好的材料，也是理想的轻质高强材料。正因如此，一经问世便吸引了全球范围的关注。石墨烯有可能创造一个全新的产业，石墨烯产业将成为未来全球高科技产业竞争的高地，这一点已经成为国内外学术界和产业界的共识。从2004年至今，已经有了近十六年的历史沉淀。无论是石墨烯的基础研究，还是石墨烯材料的产业化实践，人们都有了更多的一手材料，更有可能对石墨烯材料有一个套丛书出的、科学的、理的认识。总结历史，是为了更好地走向未来。对于新兴的石墨烯产业来说，战略前沿新材料——石墨烯出版工程的出版意义也是不言而喻的。事实上，国内外已经出版了数十部石墨烯相关书籍，其中不乏经典著作。本丛书的定位有所不同，希望能够全面总结石墨烯相关的知识积累，反映石墨烯领域的国内外前沿研究进展，展示石墨烯新材料的产业化现状与发展前景，尤其希望能够充分体现国人对石墨烯领域的贡献。本丛书共包括22分册，执笔作者20余位，都是石墨烯领域的重量级学者、专家，因此可以从源头上保障丛书的专业和科学。丛书分五大部分，囊括了从石墨烯的基本质和表征技术，到石墨烯材料的制备方法及其在不同领域的应用，以及石墨烯产品的计量检测标准等的知识总结。同时，两份产业研究报告详细阐述了世界各国的石墨烯产业发展现状和未来发展趋势。除此之外，丛书还为广大石墨烯迷们提供了一份科普读物《有问必答：石墨烯的魅力》，针对广泛征集到的石墨烯相关问题答疑解惑，去伪求真。本丛书的内容涵盖石墨烯新材料的方方面面，每个分册也相对独立，具有很强的系统、知识、专业和即时，凝聚着各位作者的研究心得、智慧和心血，供不同需求的广大读者参考使用。希望丛书的出版对中国的石墨烯研究和中国石墨烯产业的健康发展有所益。

本书总结了近年石墨烯微与光器件领域的相关研究成果和国内外研究进展，包括石墨烯的基本光电特，石墨烯晶体管以及基于石墨烯晶体管的新型石墨烯微器件，石墨烯光调制器和石墨烯光探测器等石墨烯光器件，石墨烯光器件与传统硅CMOS电路单片集成芯片等内容。本书力求将较为完整的石墨烯微与光器件的基础知识和研究全貌展示给读者，期望对读者掌握石墨烯微与光器件的基础知识和相关研究中的关键科学问题有所帮。本书可供从事石墨烯微与光器件研究的科技工作者使用，也可作为高等院校相关专业的参考用书。