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內(nèi)容簡介

　　本書總結(jié)了近年石墨烯微電子與光電子器件領(lǐng)域的相關(guān)研究成果和國內(nèi)外研究進(jìn)展，包括石墨烯的基本光電特性，石墨烯晶體管以及基于石墨烯晶體管的新型石墨烯微電子器件，石墨烯光調(diào)制器和石墨烯光探測器等石墨烯光電子器件，石墨烯光電子器件與傳統(tǒng)硅CMOS電路單片集成芯片等內(nèi)容。本書力求將較為完整的石墨烯微電子與光電子器件的基礎(chǔ)知識和研究全貌展示給讀者，期望對讀者掌握石墨烯微電子與光電子器件的基礎(chǔ)知識和相關(guān)研究中的關(guān)鍵科學(xué)問題有所幫助。本書可供從事石墨烯微電子與光電子器件研究的科技工作者使用，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)的參考用書。

作者簡介

　　陳弘達(dá)，中科院半導(dǎo)體所研究員。曾任中科院半導(dǎo)體所副所長，兼中國科學(xué)院研究生院教授，國家863計(jì)劃新材料領(lǐng)域?qū)＜医M成員，《半導(dǎo)體科學(xué)與技術(shù)叢書》副主編，中國電子學(xué)會半導(dǎo)體與集成技術(shù)分會委員，中國光學(xué)學(xué)會光電技術(shù)專業(yè)委員會委員，中國材料研究學(xué)會青年委員會常務(wù)理事，北京電子學(xué)會半導(dǎo)體專業(yè)委員會委員，國際電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE）會員，中國電子學(xué)會高級會員?！￠L期從事光電子與微電子學(xué)方面的科研和教學(xué)工作，目前研究方向?yàn)楣怆娮优c微電子集成器件、集成電路與系統(tǒng)。八五期間，成功研制出半導(dǎo)體多量子阱光探測器、光調(diào)制器列陣。九五十五期間，負(fù)責(zé)承擔(dān)多項(xiàng)國家863項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，成功研制出64×64 SEED與CMOS電路倒裝焊光電子集成面陣器件、基于垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）多信道光發(fā)射接收模塊、硅基光探測器與CMOS電路單片集成的光電子集成電路（OEIC），提出了與CMOS工藝兼容的硅基發(fā)光器件模型。在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物和會議上發(fā)表論文50余篇，編著《甚短距離光傳輸技術(shù)》《微電子與光電子集成技術(shù)》2本專著，申請發(fā)明專利18項(xiàng)?！∧壳把芯款I(lǐng)域：包括新型信息光電子器件；光子晶體器件與集成光路；深亞微米高速集成電路和射頻電路；微光電子系統(tǒng)集成芯片（SOC）；微光電子集成電路（OEIC）與系統(tǒng)；高速并行光傳輸模塊及其在光網(wǎng)絡(luò)、光互連中的應(yīng)用；甚短距離（VSR）高速并行光通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。目前正在負(fù)責(zé)承擔(dān)著國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目硅基單片光電子集成回路（OEIC）的關(guān)鍵技術(shù)及相關(guān)理論研究、面上項(xiàng)目植入生物體的專用集成電路及相關(guān)模型研究等。

圖書目錄

第1章緒論
１.１引言
１.２石墨烯基本物理特性
１.２.１能帶結(jié)構(gòu)
１.２.２電學(xué)特性
１.２.３光學(xué)特性
１.２.４光電特性
１.３石墨烯場效應(yīng)晶體管
１.３.１ GFET結(jié)構(gòu)與基本特性
１.３.２ GFET發(fā)展現(xiàn)狀
１.３.３ GFET在射頻領(lǐng)域的應(yīng)用介紹
１.４石墨烯光電探測器
１.４.１ GPD基本結(jié)構(gòu)與特性
１.４.２ GPD發(fā)展現(xiàn)狀
１.４.３ GPD潛在應(yīng)用
１.５石墨烯器件制作工藝
１.５.１石墨烯轉(zhuǎn)移技術(shù)
１.５.２石墨烯圖形化
１.５.３石墨烯電連接
１.６從石墨烯分立器件到石墨烯集成芯片

第2章石墨烯電子器件
２.１石墨烯場效應(yīng)管概述
２.１.１石墨烯的晶格結(jié)構(gòu)
２.１.２石墨烯場效應(yīng)管的特性
２.２石墨烯場效應(yīng)管制備方法
２.２.１適用于石墨烯電子器件的石墨烯材料制備方法
２.２.２石墨烯場效應(yīng)晶體管電子器件制備方法
２.３石墨烯射頻微電子器件
２.３.１ GFET倍頻器
２.３.２ GFET混頻器
２.３.３ GFET鑒相器
２.３.４石墨烯二極管
２.４石墨烯與六方氮化硼
２.４.１六方氮化硼（hBN）
２.４.２六方氮化硼包裹的石墨烯電子器件
２.５ GFET和柔性電子
２.６石墨烯傳感器
２.６.１石墨烯氣體傳感器
２.６.２石墨烯壓力傳感器
２.７石墨烯場效應(yīng)管的電流電壓特性和模型
２.７.１ U型轉(zhuǎn)移特性
２.７.２弱飽和特性
２.７.３ Kink區(qū)特性
２.７.４ GFET的物理模型（Thiele模型）
２.７.５ GFET物理模型的化簡和工程近似———解析模型
２.８ GFET功能電路
２.８.１ GFET反相器
２.８.２ GFET微分負(fù)阻電路
２.８.３ GFET共模差模變換電路
２.８.４晶圓級GFET集成電路
２.９石墨烯場效隧穿器件和電路
２.９.１石墨烯場效應(yīng)隧穿晶體管的微分負(fù)阻特性
２.９.２驗(yàn)證GTFET電特性的實(shí)驗(yàn)
２.１０石墨烯倍頻器
２.１０.１基于GFET的高純度三倍頻器
２.１０.２基于雙柵GFET的可調(diào)倍頻器
２.１１小結(jié)

第3章石墨烯光調(diào)制器
３.１引言
３.２石墨烯光調(diào)制的機(jī)理
３.３石墨烯電光調(diào)制器
３.３.１波導(dǎo)型電光調(diào)制器
３.３.２空間電光調(diào)制器
３.３.３直接調(diào)制石墨烯光源
３.４石墨烯輔助微環(huán)光調(diào)制器
３.４.１微環(huán)光調(diào)制機(jī)理
３.４.２石墨烯輔助熱光微環(huán)調(diào)制器
３.４.３石墨烯輔助電光微環(huán)調(diào)制器
３.５石墨烯全光調(diào)制器
３.５.１全光調(diào)制器機(jī)理
３.５.２石墨烯全光調(diào)制器
３.５.３石墨烯全光調(diào)制的應(yīng)用

第4章石墨烯光電探測器
４.１引言
４.２石墨烯光電轉(zhuǎn)換特性
４.２.１光電轉(zhuǎn)換過程介紹
４.２.２石墨烯光電探測機(jī)理
４.３高速石墨烯光電探測器
４.３.１表面入射石墨烯光電探測器
４.３.２波導(dǎo)集成石墨烯光電探測器
４.４高靈敏度石墨烯光電探測器
４.４.１石墨烯／半導(dǎo)體材料異質(zhì)增強(qiáng)
４.４.２石墨烯／半導(dǎo)體量子點(diǎn)薄膜異質(zhì)增強(qiáng)
４.４.３石墨烯／二維材料異質(zhì)增強(qiáng)
４.４.４石墨烯／金屬氧化物異質(zhì)增強(qiáng)
４.４.５石墨烯／離子化合物異質(zhì)增強(qiáng)
４.５零偏壓石墨烯光探測器
４.５.１石墨烯／金屬異質(zhì)結(jié)構(gòu)
４.５.２石墨烯半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)
４.５.３石墨烯pn結(jié)
４.６高穩(wěn)定性低功耗石墨烯光電探測器
４.６.１器件設(shè)計(jì)
４.６.２器件加工和測試
４.６.３工作意義
４.７石墨烯探測器的應(yīng)用介紹
４.７.１紅外探測
４.７.２ THz探測
４.７.３頻率變換

第5章石墨烯光電器件與硅CMOS芯片集成
５.１單片集成石墨烯光接收機(jī)芯片
５.１.１光接收機(jī)前端CMOS電路
５.１.２石墨烯光電探測器和CMOS前端接收電路單片集成
５.２單片集成石墨烯紅外成像芯片
５.２.１紅外成像概述
５.２.２石墨烯探測器陣列讀出電路
５.２.３石墨烯探測器陣列與CMOS讀出電路單片集成

第6章展望
６.１石墨烯信息器件應(yīng)用前景
６.２高靈敏度石墨烯傳感器
６.３高速光互連芯片

參考文獻(xiàn)
索引