太赫兹(THz)技术作为21世纪的一项重大的新兴技术科学领域,在物理、材料学科、通讯传输及电子信息等多个重要的科研领域逐步显现出其独特的优越性和宽广的应用前景。太赫兹技术的发展很大程度上取决于能够产生太赫兹波的波源器件的发展。共振隧穿器件由于其具有高频高速的特点,成为了制作太赫兹波源的重要器件。利用共振隧穿二极管(Resonant Tunneling Diode,RTD)作为有源器件或电磁波激励器件,以天线作为负载器件或电磁波发射器件,二者有机结合可构成一体化的太赫兹波段共振隧穿振荡器(Resonant Tunneling Oscillator,RTO)。因此需要进一步对太赫兹波段的RTD器件的结构形式、材料性能及其器件性能进行深入的探讨和了解,这样才能得到具有更好器件性能的太赫兹波源。该论文主要开展如下仿真和分析研究:(1)构建了具有副阱结构的新型Ga N材料RTD器件结构模型和基于单层石墨烯和氮化硼(BN)异质结构的双势垒单势阱RTD器件结构模型。应用非平衡格林函数方法仿真器件的重要电学参数,如峰值电压V_P、峰值电流I_P、峰谷电流比(PVCR)等。对其器件结构的具体参数如副阱层厚度和材料组分、势垒层、缓冲层、主量子阱层等对器件性能的影响进行了详细的分析,并根据仿真结果,从器件物理上进行了解释,以及对具有多量子阱结构RTD的隧穿特性进行了分析,并得到其变化的相关规律,为以后RTD器件的结构设计和参数的选择起到了一定的指导意义和作用。(2)在RTD器件设计的基础上,对基于共振隧穿效应的振荡器件RTO进行仿真和分析。应用小信号等效电路仿真方法,对集成天线结构的RTD器件集成的RTO进行等效电路设计,并结合RTD器件的相关材料参数,得到了振荡器的振荡频率、输出振荡功率等。并以上研究中提出的Ga N材料RTD器件结构为基础,在PSpice仿真环境下输入RTO振荡器电路模型,最终仿真的到了峰值振荡频率在约为1.5THz,对应的输出振荡功率接近30μw的仿真结果。并量化了石墨烯RTD器件电流振荡频率及功率与器件和电路参数间的关系。最后在应用层面,对于RTD振荡器的外部反馈效应进行了建模,得到在负反馈效应的作用下,器件接收功率和振荡频率变化规律,对以后的研究以及太赫兹技术应用的推动具有重要的意义。本文对太赫兹波源器件RTD和RTO振荡器件进行了全面的研究和分析,对以后太赫兹器件的研究和发展,有一定的参考价值。