一种增强灵敏性的亚太赫兹波探测器制造技术

本发明专利技术涉及一种增强灵敏性的亚太赫兹波探测器，包括衬底层，所述衬底层的上方设置有引线电极以及对数周期天线，对数周期天线的两臂分别与对应的引线电极电连接；所述对数周期天线的两臂之间设置有石墨烯导电层，该石墨烯导电层与对数周期天线的两臂电连接，所述石墨烯导电层的上方设置有介质层，所述介质层上设置有劈裂栅极，以及与劈裂栅极电连接的引线电极；所述石墨烯导电层的中部段设置有多个间隔的中空孔；该增强热量吸收的亚太赫兹波探测器，通过改变石墨烯导电层的结构，使得石墨烯导电层在进行导电的时候能够吸收更多的热量，载流子的浓度更高，从而提高了探测光波的敏感度，提高了亚太赫兹波探测器的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种增强灵敏性的亚太赫兹波探测器
本专利技术属于亚太赫兹波探测
，具体涉及一种增强灵敏性的亚太赫兹波探测器。
技术介绍
太赫兹波是频率0.1～10THz(1THz＝1012Hz)范围内的电磁波，波长范围为3mm～30μm，位于毫米波(亚毫米波)与红外波之间。太赫兹光子对应能量范围为0.414～41.4meV，与分子和材料的低频振动和转动能量范围相匹配。这些决定了太赫兹波在电磁频谱中的特殊位置以及在传播、散射、反射、吸收、穿透等方面与毫米波、红外线显著不同的特点和应用，也将为人们对物质的表征和操控提供很大的自由空间。太赫兹波具有很多独特的性质如宽频性、透视性、安全性等，它在物理、化学、生物医学等基础领域，以及反恐、有无损成像、光谱分析和雷达通讯方面有着重要的应用前景：(1)太赫兹波在生物医学上的应用具有很大的吸引力。在皮肤癌的诊断和治疗、太赫兹波断层成像以及药物的分析和检测等方面都显示了其强大的功能和成效。由于生物大分子的振动和转动频率均在太赫兹波段，而且太赫兹波辐射技术又可提取DNA的重要信息，因此，太赫兹波在植物，特别是粮食选种，优良菌种的选择等方面可以起重要的作用。(2)太赫兹波辐射可以穿透烟雾，又可检测出有毒或有害分子，所以在环境监测和保护方面可以发挥重要作用。太赫兹波对很多非金属和非极性电介质材料具有很强的穿透力，包括衣物、包裹、陶制品甚至墙壁等材料，可以实现对这些材料中携带的隐藏爆炸物进行非接触式检测。太赫兹实时检测手段，相比于其他技术，在太赫兹波段不同炸药种类所具有的特征吸收和色散各有不同，具有指纹谱性。利用太赫兹技术对它们进行探测和识别，进而分析物质内部结构信息。(3)太赫兹波的能量比较低，仅有几毫电子伏特，对人体不会造成电离伤害，也不会危害人体健康，由此可以方便地对隐藏在这些包装材料中的爆炸物进行探测，也极大地保障了检测人员和设备的安全。同时，太赫兹波在雷达和通信，航天飞机可能故障的探测以及天文等方面的应用也有很大的潜力。申请号为201610894003.3的专利申请，提供了一种室温可调控的亚太赫兹波探测器及制备方法，其提供的室温可调控的亚太赫兹波探测器，主要包括衬底，衬底上集成对数周期天线以及引线电极，对数周期天线的两臂分别与对应的引线电极相连；在对数周期天线的两臂中间有高迁移率且载流子浓度可调的石墨烯导电沟道，石墨烯导电沟道与对数周期天线两臂互连，形成良好的欧姆接触；在石墨烯导电沟道上有氧化铝栅介质层；在石墨烯导电沟道的氧化铝栅介质层上集成劈裂栅极以及相应的引线电极。实际应用中发现，该亚太赫兹波探测器仍然存在缺陷，其电流通路与热流通路一起设置，容易限制石墨烯导电沟道吸收热量的区域导致该亚太赫兹波探测器的石墨烯的载流子活动受限的问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是解决现有的亚太赫兹波探测器电流通路与热流通路集成在一起，导致热流受限，影响石墨烯电沟道的载流子效率的问题。为此，本专利技术提供了一种增强灵敏性的亚太赫兹波探测器，包括衬底层，所述衬底层的上方设置有引线电极以及对数周期天线，对数周期天线的两臂分别与对应的引线电极电连接；所述对数周期天线的两臂之间设置有石墨烯导电层，该石墨烯导电层与对数周期天线的两臂电连接，所述石墨烯导电层的上方设置有介质层，所述介质层上设置有劈裂栅极，以及与劈裂栅极电连接的引线电极；所述石墨烯导电层的中部段设置有多个间隔的中空孔。所述石墨烯导电层的中部段还可为螺旋条状。所述石墨烯导电层的中部段的上方设置有第一半导体第二半导体，第一半导体与第二半导体构成PN结。所述中部段的石墨烯条宽度为0.05mm～0.5mm。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的这种增强热量吸收的亚太赫兹波探测器，解决了现有的亚太赫兹波探测器电流通路与热流通路集成在一起，导致热流受限，影响石墨烯电沟道的载流子效率的问题，通过改变石墨烯导电层的结构，使得石墨烯导电层在进行导电的时候能够吸收更多的热量，载流子的浓度更高，从而提高了探测光波的敏感度，提高了亚太赫兹波探测器的灵敏度。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是增强灵敏性的亚太赫兹波探测器的结构示意图一。图2是墨烯导电层的结构示意图一。图3是增强灵敏性的亚太赫兹波探测器的结构示意图二。图4是墨烯导电层的结构示意图二。图5是增强热量吸收的亚太赫兹波探测器的结构示意图三。图中：1、衬底层；2、引线电极；3、对数周期天线；4、石墨烯导电层；5、介质层；6、劈裂栅极；7、中部段；8、第一半导体；9、第二半导体。具体实施方式为进一步阐述本专利技术达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本专利技术的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。实施例1为了解决现有的亚太赫兹波探测器电流通路与热流通路集成在一起，导致热流受限，影响石墨烯电沟道的载流子效率的问题。本实施例提供了一种如图1、所述的增强灵敏性的亚太赫兹波探测器，包括衬底层1，所述衬底层1的上方设置有引线电极2以及对数周期天线3，对数周期天线3的两臂分别与对应的引线电极2电连接；所述对数周期天线3的两臂之间设置有石墨烯导电层4，该石墨烯导电层4与对数周期天线3的两臂电连接，所述石墨烯导电层4的上方设置有介质层5，所述介质层5上设置有劈裂栅极6，以及与劈裂栅极6电连接的引线电极2；如图2所示，所述石墨烯导电层4的中部段7设置有多个间隔的中空孔，这样在电流流经中部段7的时候，能够产生更多的热量，使得石墨烯的载流子活动更加的剧烈，从而对电磁波/光波具有更强的感知性，这样就增加了亚太赫兹波探测器的灵敏度。上述方案中衬底层1可以是二氧化硅，厚度可以为1mm～2mm,优先的可以选择1mm、1.5mm、2mm等；引线电极2是由导电金属组成的外接引线连接电极，可以由铜、金等导电金属组成；介质层5主要作用是透光、绝缘，可以由氧化铝、二氧化硅等制成；劈裂栅极6主要起调控作用，调控对数周期天线3与光场、电磁场的耦合，调控石墨烯导电层4的导电效率。另外一种方式，如图3、图4所示，所述石墨烯导电层4的中部段7还可为螺旋条状，这样可以不进可以电流流经中部段7的时候，能够产生更多的热量，使得石墨烯的载流子活动更加的剧烈，而且可以增加载流子的传输距离，同样可以增加吸收的热量，使得墨烯的载流子活动更加的剧烈，从而对电磁波/光波具有更强的感知性，这样就增加了亚太赫兹波探测器的灵敏度。进一步的，如图5所示，在所述石墨烯导电层4的中部段7的上方设置有第一半导体8、第二半导体9，第一半导体8与第二半导体9构成PN结，这样就形成了不对称结构，使得墨烯导电层4在电流从左往右流和从右往左流的时候的电阻不一样，这样就可以判断空间的电磁场/光场分布是否均匀，具体的说，对数周期天线3受电磁场/光场的激发，当电磁场/光场不均与的时候，所产生的电流受PN结的影响，在不同方向电流大小不同，通过不同位置放置该增强灵敏性的亚太赫兹波探测器，对电磁场/光场的强度是否均匀做出判断。进一步的，上述中部段7的石墨烯条宽度为0.05mm～0.5mm，石墨烯条宽度主要考虑载流子的密度，以及所吸收的热量，优先的可以设置石墨烯条宽度为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm等。以上内容是结合具体的优选实施方式对本专利技术所作的进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强灵敏性的亚太赫兹波探测器，包括衬底层(1)，其特征在于：所述衬底层(1)的上方设置有引线电极(2)以及对数周期天线(3)，对数周期天线(3)的两臂分别与对应的引线电极(2)电连接；所述对数周期天线(3)的两臂之间设置有石墨烯导电层(4)，该石墨烯导电层(4)与对数周期天线(3)的两臂电连接，所述石墨烯导电层(4)的上方设置有介质层(5)，所述介质层(5)上设置有劈裂栅极(6)，以及与劈裂栅极(6)电连接的引线电极(2)；所述石墨烯导电层(4)的中部段(7)设置有多个间隔的中空孔。

【技术特征摘要】
1.一种增强灵敏性的亚太赫兹波探测器，包括衬底层(1)，其特征在于：所述衬底层(1)的上方设置有引线电极(2)以及对数周期天线(3)，对数周期天线(3)的两臂分别与对应的引线电极(2)电连接；所述对数周期天线(3)的两臂之间设置有石墨烯导电层(4)，该石墨烯导电层(4)与对数周期天线(3)的两臂电连接，所述石墨烯导电层(4)的上方设置有介质层(5)，所述介质层(5)上设置有劈裂栅极(6)，以及与劈裂栅极(6)电连接的引线电极(2)；所述石墨烯导电层(4)的中部段(7)...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：金华伏安光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33