基于石墨烯的太赫兹主被动调制和传感研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61675145
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    67.0万
  • 负责人：
    田震
  • 依托单位：
    天津大学
  • 学科分类：
    F0504.红外与太赫兹物理及技术
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Terahertz technologies are attracting a great deal of attention nowadays, with numerous applications and one of tendencies towards novel terahertz devices research. This proposal proposes research on terahertz modulation and sensing based on graphene and metamaterials and is divided into three parts. First, we will study the passive terahertz modulation mechanism of graphene and metamaterial. Second, we will will study the active terahertz modulation mechanism of graphene and metamaterial. At last, we will study the sensing mechanism of this modulation system. Through experimental observation and theoretical analysis, we can fabricate broadband, large modulation depth,high quality and fast response terahertz modulators and apply the modulators to sensing. Based on this mechanism and devices, we can get novel techniques of terahertz modulation and sensing.
本项目依据当今太赫兹科学技术发展的趋势，针对目前太赫兹新型功能器件的研究需求，提出基于石墨烯的太赫兹波主被动调制与传感研究。通过实验观测与系统理论分析总结，揭示石墨烯被动调制太赫兹波机理、石墨烯主动调制太赫兹波机理、微量物质传感机理等太赫兹调制和传感过程中所蕴含的基本物理规律与机理，并通过对这些机理的掌握，探索具有宽频带响应、大振幅或相位调制深度、高品质因子、高灵敏度以及快调制速率的太赫兹调制器，继而将其用于微量物质传感领域，通过主被动器件制备和传感演示验证形成新型的太赫兹调制和传感技术。

结项摘要

本项目的研究目标和研究内容是基于石墨烯在太赫兹波段电导率能够被外界条件显著改变的特性，研究不同结构和参数的石墨烯及石墨烯与超材料结合的太赫兹波调制特性，在光激励、电激励以及光电混合激励条件下，获得具有宽调制频带、大调制深度、高品质因子和快响应速率太赫兹波调制器件，以实现太赫兹波振幅、相位、偏振态、传播速度、空间传播方向等物理量调制，并利用该调制系统吸附分子，改变石墨烯局部载流子浓度，即改变石墨烯在太赫兹波段的电导率，从而使太赫兹波传输特性（如振幅、相位、偏振、传播方向等）发生改变，最终实现该系统的传感和成像功能。. 本项目达成了上述研究的主要目标，研制成系列基于石墨烯的主被动太赫兹调制器件，在光电激励下，实现了对太赫兹振幅、相位、偏振、传播速度及空间传播方向的调制，利用亚波长光栅和石墨烯结合实现了对太赫兹电场的亚波长局域，并能利用离子凝胶电控调谐，能够用于增强折射率传感，并基于压缩感知原理实现了对太赫兹的单像素成像。. 本项目完成了三方面主要内容：a. 被动式太赫兹调制器件研究:利用金属超表面系统研究了太赫兹波段电磁诱导透明现象，研究了不同几何构型和偏振对太赫兹波的被动调制作用，实现了偏振不依赖的太赫兹振幅和相位调制，相关结果发表在Optics Express上。该工作为石墨烯太赫兹超表面调制太赫兹波奠定了研究基础。b. 光电激励主动式太赫兹调制器件的研究:将石墨烯与金属光栅结构结合，实现了可以电调制的完美太赫兹吸收体。金属光栅结构的引入，大幅增强了太赫兹与石墨烯之间的相互作用，降低了实现完美吸收所需的石墨烯层电导率。此外，对上述器件中所用的凝胶电调制石墨烯方法的调制速度及其中的回滞现象进行了系统的实验研究和分析。该工作发表于Advanced Optical Materials和Carbon，为后续基于石墨烯的太赫兹调制器件提供了设计思路，对基于石墨烯调制器件的发展具有重要指导意义。c. 太赫兹传感成像研究:将单像素压缩感知技术引入太赫兹近场和超表面全息中。 用光电调制器来空间调制太赫兹波，并对测得的时域信号进行快速傅立叶变换以获得特定频率的信号，TVAL3等算法被用于重建图像。 该工作发表于Applied Physics Letters和IEEE Photonics Journal，对快速超分辨率太赫兹单像素成像技术具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
Terahertz Meta-Holograms Reconstruction Based on Compressed Sensing
基于压缩感知的太赫兹元全息图重建
  • DOI：
    10.1109/jphot.2020.3006063
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    IEEE Photonics Journal
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Hu Mengyuan;Tian Zhen;Chen Xieyu;Yang Xingye;Yi Zhihao;Wang Qiu;Ouyang Chunmei;Gu Jianqiang;Han Jiaguang;Zhang Weili
  • 通讯作者：
    Zhang Weili
Terahertz single-pixel near-field imaging based on active tunable subwavelength metallic grating
基于有源可调谐亚波长金属光栅的太赫兹单像素近场成像
  • DOI：
    10.1063/5.0010531
  • 发表时间：
    2020-06
  • 期刊：
    Applied Physics Letters
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Xingye Yang;Zhen Tian;Xieyu Chen;Mengyuan Hu;Zhihao Yi;Chunmei Ouyang;Jianqiang Gu;Jiaguang Han;Weili Zhang
  • 通讯作者：
    Weili Zhang
使用太赫兹快速探测器测量硅少数载流子寿命
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    红外与激光工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张钊;陈勰宇;田震
  • 通讯作者：
    田震
Electrically Tunable Perfect Terahertz Absorber Based on a Graphene Salisbury Screen Hybrid Metasurface
基于石墨烯索尔兹伯里屏混合超表面的电可调完美太赫兹吸收器
  • DOI：
    10.1002/adom.201900660
  • 发表时间：
    2019-07-10
  • 期刊：
    ADVANCED OPTICAL MATERIALS
  • 影响因子：
    9
  • 作者：
    Chen, Xieyu;Tian, Zhen;Zhang, Weili
  • 通讯作者：
    Zhang, Weili
Thermally Dependent Dynamic Meta-Holography Using a Vanadium Dioxide Integrated Metasurface
使用二氧化钒集成超表面的热依赖动态超全息术
  • DOI：
    10.1002/adom.201900175
  • 发表时间：
    2019-06-01
  • 期刊：
    ADVANCED OPTICAL MATERIALS
  • 影响因子：
    9
  • 作者：
    Liu, Xingbo;Wang, Qiu;Zhang, Weili
  • 通讯作者：
    Zhang, Weili

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

其他文献

太赫兹时域频谱信噪比分析与规范性研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Spectroscopy and Spectral Analysis
  • 影响因子：
    0.7
  • 作者：
    李萌;何明霞;田震
  • 通讯作者：
    田震
大豆花叶病毒致病基因的克隆与序列分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    大豆科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王大刚;智海剑;田震;黄志平;吴倩;张磊
  • 通讯作者：
    张磊
基于离散单元法的刨煤机刨削性能分析及试验研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    振动与冲击
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    田震;荆双喜;赵丽娟;张建军;高珊
  • 通讯作者：
    高珊
多因素影响下的螺旋滚筒装煤性能研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    河南理工大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    田震;高珊;赵丽娟;李晋;张成光
  • 通讯作者：
    张成光
W波段电光相位调制器的设计与建模分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    光学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    赵铭明;何云涛;苏兴华;田震;牛芳
  • 通讯作者：
    牛芳

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败，请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题，我已根据课题信息分析并撰写以下内容，帮您拓宽课题思路：

AI项目思路

AI技术路线图

田震的其他基金

高分辨太赫兹光声生物成像技术
  • 批准号：
    62235013
  • 批准年份：
    2022
  • 资助金额：
    283 万元
  • 项目类别：
    重点项目
基于石墨烯的超快太赫兹波的产生和显微
  • 批准号：
    61107085
  • 批准年份：
    2011
  • 资助金额：
    28.0 万元
  • 项目类别：
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者：{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
关闭
close
客服二维码