石墨烯材料在半导体中的应用

第1章 石墨烯材料及其发展和产业现状 (1) 1.1 石墨烯材料的基本结构和表征方法 (1) 1.1.1 石墨烯材料的晶格和能带结构 (1) 1.1.2 石墨烯材料的表征方法 (4) 1.2 石墨烯材料的发展历程和产品形态 (9) 1.2.1 石墨烯材料的发展历程 (9) 1.2.2 石墨烯材料的产品形态 (10) 1.3 石墨烯材料的产业现状 (16) 1.3.1 国内石墨烯产业的发展和分布格局 (16) 1.3.2 国内外石墨烯产业发展的对比 (19) 本章小结 (20) 第2章 石墨烯材料的制备、转移及特性 (21) 2.1 石墨烯材料的制备方法 (21) 2.1.1 机械剥离法 (21) 2.1.2 化学剥离法 (22) 2.1.3 氧化还原法 (23) 2.1.4 化学气相沉积法 (25) 2.1.5 SiC表面外延生长法 (28) 2.1.6 电弧放电法 (29) 2.1.7 其他方法 (29) 2.2 石墨烯材料的转移方法 (30) 2.2.1 聚合物辅助转移法 (30) 2.2.2 直接转移法 (32) 2.3 石墨烯材料的电学特性 (34) 2.3.1 石墨烯材料的基本电学性质 (34) 2.3.2 石墨烯材料电学性质的调控 (35) 2.4 石墨烯材料的热学特性 (40) 2.4.1 石墨烯热学特性的影响因素 (40) 2.4.2 石墨烯材料热学性质的调控 (41) 2.4.3 石墨烯材料的热导率测试 (42) 本章小结 (44) 第3章 石墨烯材料在半导体领域的应用发展 (45) 3.1 石墨烯材料在半导体领域的应用概述 (45) 3.2 石墨烯材料在半导体器件中的应用 (47) 3.2.1 石墨烯场效应晶体管 (47) 3.2.2 石墨烯逻辑电路 (48) 3.2.3 石墨烯高频器件 (49) 3.2.4 石墨烯传感器 (49) 3.2.5 石墨烯存储器件 (51) 3.2.6 石墨烯电磁器件 (52) 3.3 石墨烯材料在半导体封装中的应用 (52) 3.3.1 石墨烯散热片 (52) 3.3.2 石墨烯基热界面材料 (54) 3.3.3 石墨烯热沉 (54) 3.3.4 石墨烯互连 (56) 3.3.5 石墨烯无源元件 (56) 本章小结 (56) 第4章 石墨烯人工电磁材料的吸波特性 (58) 4.1 石墨烯人工电磁材料吸波器概述 (58) 4.2 石墨烯人工电磁材料吸波器性能与分析 (60) 4.2.1 石墨烯电磁理论模型 (60) 4.2.2 人工电磁材料吸波原理 (60) 4.2.3 石墨烯人工电磁吸波器分析方法 (62) 4.3 石墨烯人工电磁材料在全向器件中的应用 (63) 4.3.1 概述 (63) 4.3.2 石墨烯人工电磁材料的近红外可调谐吸波器 (65) 4.3.3 石墨烯人工电磁材料的完美吸波器 (69) 4.4 石墨烯人工电磁材料在双频吸波器中的应用 (72) 4.4.1 概述 (72) 4.4.2 结构设计与结果分析 (72) 4.4.3 吸波特性分析 (74) 4.5 石墨烯双曲人工电磁材料及应用 (77) 4.5.1 石墨烯双曲材料的电磁特性 (78) 4.5.2 石墨烯双曲材料在角度可调谐吸波器中的应用 (79) 4.5.3 石墨烯双曲材料在宽带吸波器中的应用 (83) 4.5.4 石墨烯双曲材料在双控可调谐吸波器中的应用 (93) 本章小结 (98) 第5章 石墨烯人工电磁材料传感器特性研究 (100) 5.1 人工电磁材料传感器原理 (100) 5.1.1 人工电磁材料折射率传感器基本概念 (100) 5.1.2 人工电磁材料生物化学传感器基本原理 (102) 5.1.3 人工电磁材料传感器性能指标 (103) 5.2 微波段石墨烯人工电磁材料传感器特性与分析 (103) 5.2.1 结构设计 (103) 5.2.2 结果分析与性能讨论 (107) 5.2.3 石墨烯人工电磁材料的传感特性 (107) 5.3 光波段石墨烯人工电磁材料传感器 (109) 5.3.1 双调谐人工电磁材料传感器设计 (109) 5.3.2 多频点吸收型传感器设计 (113) 5.3.3 单频点吸收型传感器设计 (119) 5.4 太赫兹波段石墨烯人工电磁材料传感器设计 (124) 5.4.1 结构设计 (125) 5.4.2 结果分析与性能讨论 (125) 本章小结 (127) 第6章 石墨烯人工电磁材料在新型器件中的应用 (128) 6.1 石墨烯人工电磁材料在全向慢光器件中的应用 (128) 6.1.1 全向器件概述 (128) 6.1.2 慢光器件概述 (129) 6.1.3 石墨烯人工电磁材料的全向慢光器件设计与分析 (130) 6.2 双向石墨烯人工电磁器件 (134) 6.2.1 概述 (134) 6.2.2 双向石墨烯人工电磁器件设计与分析 (135) 6.3 石墨烯人工电磁材料在滤波器中的应用 (143) 6.3.1 概述 (143) 6.3.2 石墨烯人工电磁材料滤波器的设计 (144) 6.4 石墨烯人工电磁材料在极化转换器中的应用 (145) 6.4.1 概述 (145) 6.4.2 极化转换器的基本原理 (146) 6.4.3 石墨烯人工电磁材料极化转换器的设计 (147) 本章小结 (150) 第7章 石墨烯在功率器件散热中的应用 (151) 7.1 功率半导体分立器件及其散热需求 (151) 7.1.1 功率半导体分立器件概述 (151) 7.1.2 功率半导体器件的热特性 (154) 7.1.3 器件封装散热理论 (155) 7.2 石墨烯在单管IGBT散热中的应用 (157) 7.2.1 IGBT器件概述 (157) 7.2.2 单管IGBT的封装结构及石墨烯应用 (162) 7.3 石墨烯在大功率LED散热中的应用 (168) 7.3.1 LED器件概述 (168) 7.3.2 大功率LED的封装结构及石墨烯应用 (172) 7.4 石墨烯在GaN功率器件散热中的应用 (177) 7.4.1 GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)概述 (178) 7.4.2 GaN HEMT器件的热管理问题 (181) 7.4.3 石墨烯在GaN HEMT热管理中的应用 (183) 本章小结 (185) 第8章 石墨烯在功率模块散热中的应用 (186) 8.1 功率半导体模块及其散热需求 (186) 8.1.1 功率半导体模块概述 (186) 8.1.2 功率半导体模块的散热需求 (192) 8.2 石墨烯在IGBT模块散热中的应用 (193) 8.2.1 IGBT模块概述 (193) 8.2.2 IGBT模块的封装结构及石墨烯应用 (198) 8.3 石墨烯在IPM散热中的应用 (202) 8.3.1 IPM概述 (202) 8.3.2 IPM的封装结构及石墨烯应用 (205) 8.4 石墨烯在PIM散热中的应用 (211) 8.4.1 PIM概述 (211) 8.4.2 PIM的封装结构及石墨烯应用 (211) 本章小结 (216) 总结与展望 (217) 主要参考文献 (219)