增强时域有限差分方法及其在色散薄层介质石墨烯中的应用

【摘要】随着当代半导体产业的迅猛发展,集成电路制造技术逐步接近半导体的物理极限,寻找新材料,新工艺、新结构已经成为半导体行业的迫切需求。作为一种新兴的色散材料,石墨烯(Graphene)的问世,为集成电路技术的发展提供了新的思路。本文系统地研究了针对色散薄层介质石墨烯的增强时域有限差分方法并应用其探索石墨烯在太赫兹波段的器件应用。以下是本文主要的工作和创新点总结：首先,本文介绍了传统FDTD方法,包括其基本迭代公式、吸收边界条件、平面波的引入方法、稳定性条件和数值色散特点。与此同时介绍了石墨烯的能带结构并引入石墨烯的电导率模型,讨论了其在外加偏置电场和磁场下的异同,为后续研究做好理论准备。其次,本文提出传统色散FDTD方法与subcell技术结合的思路,分别详细推导在外加偏置电场和磁场作用下ADE、RC、PLRCFDTD方法的迭代公式并数值验证。此外又引入高阶和共形技术,组成高阶共形PLRCFDTD混合算法,并验证其精度和效率要优于之前推导的方法。最后,本文将所提出的数种方法应用于探索石墨烯在太赫兹波段的器件研究上,尝试计算了石墨烯-砷化镓三明治结构、频率选择表面、开口谐振器的透射特性,并调节石墨烯结构本身的几何参数和外加偏置电场、磁场来查看其对透射特性的影响。本文旨在通过仿真模拟为实际的工业生产提供一些设计的思路。
【作者】张田；
【导师】尹文言；
【作者基本信息】浙江大学，光学工程，2014，硕士
【关键词】时域有限差分方法；辅助变量方程时域有限差分方法；递归卷积时域有限差分方法；分段线性插值递归卷积时域有限差分方法；亚元胞技术；高阶技术；共形技术；石墨烯；太赫兹；透射特性；

【参考文献】
[1]杜传将.钙钛矿材料中的磁电耦合与其他性质研究[D].山东大学,材料物理与化学,2013,硕士.
[2]田园诗.网络消费者权益保护制度体系的构建[D].吉林大学,法律,2013,硕士.
[3]张伟.三联抗血小板降低ACS患者PCI后30天内并发症[D].天津医科大学,内科学（专业学位）,2014,博士.
[4]王艳锋.社区体育对构建和谐城市的作用[D].华中师范大学,体育教学,2013,硕士.
[5]尹栓.WT1基因定量分析在儿童急性白血病MRD检测中的研究[D].青岛大学,儿科学,2013,硕士.
[6]黄涛.明溪中药材产业发展前景与对策研究[D].福建农林大学,草业科学,2012,硕士.
[7]张盈.延安时期马克思主义大众化研究[D].安徽农业大学,马克思主义基本原理,2011,硕士.
[8]董文泉.基于WebGIS的输油管道泄漏预警系统设计与实现[D].中国矿业大学,地图学与地理信息系统,2014,硕士.
[9]徐锡美.从评价理论视角下看《红楼梦》中荣国府与刘姥姥话语分析[D].首都师范大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[10]孙瑞璋.我国水产品保鲜设施的现状及其发展趋势[J].现代渔业信息.1987(05)
[11]文立菊.纺织品检测的运动控制系统设计[D].华侨大学,电气工程（专业学位）,2013,硕士.
[12]杨大昕.探讨绘画构图对招贴设计形式的启示[D].西北民族大学,美术学,2012,硕士.
[13]何征,齐暑华,邱华,秦云川.导电聚苯胺/镀镍碳纳米管复合材料的制备与研究[J].航空材料学报,2013,04:53-57.
[14]韩秋俊.基于鳖甲功效的先导化合物的发现研究（二）[D].北京中医药大学,中药化学,2013,硕士.
[15]邓丽.新型二氧化硅—脂质递药系统用于口服递送抗肿瘤药物的研究[D].西南大学,药物分析,2014,硕士.
[16]本报记者周福宝通讯员柏兴泽.圣泉集团生物质石墨烯问世[N].济南日报,2014-08-21A07.
[17]贺慧敏.中医内外合治小儿急性支气管炎的临床研究[D].甘肃中医学院,中医儿科学,2014,硕士.
[18]杨彦.北京市老年人力资源开发研究[D].首都经济贸易大学,人口学,2004,硕士.
[19]贾治超.微生态制剂对刺参（Apostichopus japonicus）幼参生长、养殖水质及氮、磷收支的影响[D].天津农学院,水产养殖,2014,硕士.
[20]洪宝惜.噪声实时在线监测的后台系统设计与实现[D].华侨大学,嵌入式技术（专业学位）,2014,硕士.
[21]米冬冬.安徽省城镇化与经济增长之间的关系研究[D].安徽大学,应用统计,2014,硕士.
[22]石璞.基于GIS的吉林市采矿用地复垦适宜性评价[D].吉林大学,土地资源管理,2013,硕士.
[23]周军.超支化聚乙烯亚胺的修饰及组装[D].东北大学,生物化工,2010,硕士.
[24]孙永刚.西辽河上游地区新石器时代至早期青铜时代植物遗存研究[D].内蒙古师范大学,科学技术史,2014,博士.
[25]唐凯.基于多元统计过程控制的故障诊断技术[D].浙江大学,控制理论与控制工程,2004,硕士.
[26]张卫丰,徐宝文.WWW缓冲挖掘中基于粗糙集的用户模糊兴趣建模[J].计算机应用,2005,09:1992-1994+1998.
[27]邵文杰.农村妇女乳腺疾病筛查项目评价[D].浙江大学,社会医学与卫生事业管理（专业学位）,2013,硕士.
[28]王艳.强化高温风干成熟工艺对中式培根脂质分解氧化及品质风味影响的研究[D].南京农业大学,食品科学,2012,硕士.
[29]王燕,李睿,李明.数据挖掘技术应用研究[J].甘肃科技,2001,01:49-50.
[30]金雨.辽宁省县域经济发展现状、问题及对策研究[D].辽宁大学,国民经济学,2012,硕士.
[31]刘振伟,张化光,张庆灵.基于划分时滞区间的一类Cohen-Grossberg神经网络的鲁棒稳定性[J].控制与决策,2009,03:342-346.
[32]任茹.试论网络在廉政文化建设中的功能[D].山西师范大学,政治学理论,2014,硕士.
[33]宋龙飞.论当代中国行政法治模式之转变[D].苏州大学,宪法学与行政法学,2014,硕士.
[34]王荣辉.基于C/S结构的企业信息管理系统的研究与应用[D].合肥工业大学,2004.
[35]殷万君.基于温度的DRAM刷新时钟产生电路设计[D].西南交通大学,集成电路工程,2014,硕士.
[36]闫磊.论欧洲一体化进程中文化因素的影响[D].河北师范大学,国际政治,2004,硕士.
[37]程海东.高管团队异质性、战略双元与组织绩效的关系研究[D].山东大学,企业管理,2013,硕士.
[38]夏雅仙.他者的世界——康拉德作品中的女性[D].浙江大学,英美文学,2004,硕士.
[39]胡克用,胥芳,艾青林,欧阳静,徐红伟.适用于光伏多峰功率跟踪的改进型粒子群优化算法[J].西安交通大学学报,2015,04:140-148.
[40]王文薇.影视视野下佤族清戏的传承与传播[D].云南艺术学院,少数民族艺术,2014,硕士.
[41]丁喜芬.西北民族地区城镇化进程中农地撂荒问题研究[D].宁夏大学,马克思主义基本原理,2014,硕士.
[42]赵鹏飞.高硅贝氏体钢的组织与性能研究[D].东北大学,材料学,2011,硕士.
[43]王海军.云广特高压直流输电工程直流保护功能分析及典型故障研究[D].华南理工大学,电气工程,2012,硕士.
[44]耿振兴.大学新生班级活动与学生能力培养研究[D].山东大学,学生事务管理与学生发展指导,2013,硕士.
[45]章森.不同日粮模式对奶牛血浆内毒素、代谢产物和激素含量的影响[D].西南大学,动物营养与饲料科学,2013,硕士.
[46]刘栋.X射线在检测金属材料厚度中的应用[J].冶金自动化,2004,02:53-55.
[47]樊亚莉.稳健变量选择方法的若干问题研究[D].复旦大学,概率论与数理统计,2013,博士.
[48]梁锴,吴国忱,印兴耀,白晓寅.三维TTI介质波动方程分解[J].石油地球物理勘探,2009,01:19-27+130+6.
[49]柳涛.楚雄市供电营业管理改善研究[D].云南大学,工商管理,2012,硕士.
[50]钟林.高职院校教师绩效考核系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.