增強時域有限差分方法及其在色散薄層介質石墨烯中的應用.pdf

1、隨著當代半導體產業(yè)的迅猛發(fā)展，集成電路制造技術逐步接近半導體的物理極限，尋找新材料，新工藝、新結構已經成為半導體行業(yè)的迫切需求。作為一種新興的色散材料，石墨烯（Graphene）的問世，為集成電路技術的發(fā)展提供了新的思路。本文系統(tǒng)地研究了針對色散薄層介質石墨烯的增強時域有限差分方法并應用其探索石墨烯在太赫茲波段的器件應用。以下是本文主要的工作和創(chuàng)新點總結:
　　首先，本文介紹了傳統(tǒng)FDTD方法，包括其基本迭代公式、吸收邊界條件、平

2、面波的引入方法、穩(wěn)定性條件和數值色散特點。與此同時介紹了石墨烯的能帶結構并引入石墨烯的電導率模型，討論了其在外加偏置電場和磁場下的異同，為后續(xù)研究做好理論準備。
　　其次，本文提出傳統(tǒng)色散FDTD方法與subcell技術結合的思路，分別詳細推導在外加偏置電場和磁場作用下ADE、RC、PLRC FDTD方法的迭代公式并數值驗證。此外又引入高階和共形技術，組成高階共形PLRCFDTD混合算法，并驗證其精度和效率要優(yōu)于之前推導的方法。<