[发明专利]石墨烯高频特性模型及其参数提取方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯高频特性模型及其参数提取方法，包括：石墨烯本征模型，包括四个本征模型单元，所述四个本征模型单元之间串联；第一金属接触模型，包括第一接触电阻和第一结电容，所述第一接触电阻和所述第一结电容并联；第二金属接触模型，包括第二接触电阻和第二结电容，所述第二接触电阻和所述第二结电容并联；接地耦合模型，包括三个接地耦合单元，每个所述接地耦合单元包括第一等效电容、第二等效电容、第三等效电容和第一等效电阻；两端耦合模型，包括第四等效电容、第五等效电容和第二等效电阻；参数提取方法，包括带等效电感和等效电容的优化目标函数。本发明具有如下优点：能准确地反映石墨烯的高频特性、耦合特性。

技术领域

本发明涉及电化学领域，具体涉及一种石墨烯高频特性模型及其参数提取方法。

背景技术

由于石墨烯优良的特性，逐渐被电化学领域的人员关注。但现有技术中缺少对石墨烯的高频特性进行建模以及提参的方法。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种石墨烯高频特性模型。

本发明的第二个目的在于提出一种石墨烯高频特性模型的参数提取方法。

为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种石墨烯高频特性模型，包括：石墨烯本征模型，所述石墨烯本征模型包括四个模型本征模型单元，所述四个本征模型单元之间串联，每个本征模型单元均包括第一石墨烯体电阻、第一石墨烯动能电感和第一量子电容，所述第一石墨烯体电阻和所述第一石墨烯动能电感串联；第一金属接触模型，包括第一接触电阻和第一结电容，所述第一接触电阻和所述第一结电容并联，所述第一接触电阻和所述第一结电容并联的节点与四个串联的所述本征模型单元的一端处的本征模型单元连接；第二金属接触模型，包括第二接触电阻和第二结电容，所述第二接触电阻和所述第二结电容并联，所述第二接触电阻和所述第二结电容并联的节点与四个串联的所述本征模型单元的另一端处的本征模型单元连接；接地耦合模型，所述接地耦合模型包括三个接地耦合单元，每个所述接地耦合单元包括第一等效电容、第二等效电容、第三等效电容和第一等效电阻，其中，所述第一等效电容通过所述第一量子电容连接在两个相邻的所述本征模型单元之间的节点上，所述第三等效电容和所述第一等效电阻并联，所述第三等效电容和所述第一等效电阻并联的节点通过第二等效电容连接在两个相邻的所述本征模型单元之间的节点上；以及两端耦合模型，所述两端耦合模型包括第四等效电容、第五等效电容和第二等效电阻，其中，所述第四等效电容与所述第一接触电阻和所述第一结电容并联的节点连接，所述第五等效电容和所述第二等效电阻并联，所述第五等效电容和所述第二等效电阻并联的一端与所述第四等效电容连接，另一端与所述第二接触电阻和所述第二结电容并联的节点连接。

根据本发明实施例的石墨烯高频特性模型，能准确地反映石墨烯的高频特性、耦合特性。

为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种石墨烯高频特性模型的提参方法，包括上述石墨烯高频特性模型和石墨烯本体，分别对石墨烯本体进行测试，对石墨烯高频特性模型进行仿真，得到表征所述石墨烯高频特性模型和所述石墨烯本体的高频特性的参数，所述参数包括Y参数、等效电感和等效电阻，并求出所述石墨烯高频特性模型和所述石墨烯本体的对应参数之间的差值；采用群智能优化算法，调整所述石墨烯高频特性模型中的元件参数，直至所述差值达到最小值，或小于预设的阈值，其中，最终差值对应的所述石墨烯高频特性模型中的元件参数就是所述石墨烯高频特性模型最终的元件参数。所述分别对所述石墨烯本体进行测试，对所述石墨烯高频特性模型进行仿真，得到所述石墨烯高频特性模型和所述石墨烯本体的表征高频特性的参数间的差值通过以下公式得到：