一种可调控的室温黑砷磷太赫兹探测器制造技术

技术编号:24682555 阅读:37 留言:0更新日期:2020-06-27 07:45
本专利公开了一种可调控的室温黑砷磷太赫兹探测器。器件结构自下而上依次为:第一层是衬底、第二层是黑砷磷以及搭在黑砷磷上的蝶形天线和与天线相连的金属电极、第三层是介质层,第四层是栅极。器件制备步骤是用机械剥离的方法将黑砷磷转移到衬底上,用电子束曝光和电子束沉积技术制备蝶形天线和金属电极,用原子层沉积工艺生长栅介质层,用电子束曝光和电子束沉积技术制备栅极,形成太赫兹探测器。其工作原理是,通过非对称的高效太赫兹天线实现高度局域和增强的太赫兹混频电场,生成响应信号。该探测器具有高速、宽频和高灵敏等特点,可实现源漏偏压和栅电压的双重调控,为实现室温太赫兹探测器大规模应用提供了原型器件。

A tunable room temperature black arsenic phosphorus terahertz detector

【技术实现步骤摘要】
一种可调控的室温黑砷磷太赫兹探测器
本专利涉及一种可调控的室温黑砷磷太赫兹探测器,具体指将黑砷磷材料和蝶形天线相结合制备场效应管,利用黑砷磷带隙可调、载流子迁移率高和具有面内各向异性的特点实现快速响应,利用蝶形天线实现太赫兹电场的高效耦合,进而实现高响应率。其工作原理是,通过非对称的高效太赫兹天线实现高度局域和增强的太赫兹混频电场,生成响应信号。该探测器具有高速、宽频和高响应率等特点,可实现源漏偏压和栅电压的双重调控,为实现室温太赫兹探测器大规模应用奠定基础。
技术介绍
太赫兹波频率范围介于0.1THz到10THz之间,其波长范围为3毫米到30微米,光子能量特征值是4毫电子伏特。这一特征能量范围与分子的振动能和转动能相匹配,远小于常见半导体的带隙。太赫兹波在传播、散射和吸收等方面的特征与可见光,红外和微波的差异比较大,为光谱学,成像和通信等提供了很大的利用空间。太赫兹技术位于电子学科和光子学科的交叉领域,这两个学科融合和发展大大的提高了太赫兹技术水平。但是,目前太赫兹的研究和发展还处于起始阶段,高功率、高稳定性的太赫兹源、高灵敏、宽光谱的太赫兹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调控的室温黑砷磷太赫兹探测器,包括衬底(1)、黑砷磷(2)、蝶形天线(3)、源极(4)、漏极(5)、介质层(6)和栅极(7),其特征在于:/n所述探测器的结构自下而上为:第一层是衬底(1)、第二层是黑砷磷(2)、以及搭在黑砷磷上的蝶形天线(3)和与天线相连接的源极(4)和漏极(5)、第三层是介质层(6)、第四层是栅极(7);/n所述的衬底(1)为带有二氧化硅的本征硅;/n所述的黑砷磷(2)为多层黑砷磷,厚度20纳米到40纳米;/n所述的蝶形天线(3)、源极(4)和漏极(5)均有两层金属层,下层金属为钛,上层金属为金;/n所述的介质层(6)为氧化铪;/n所述的栅极(7)有两层金属层,下...

【技术特征摘要】
1.一种可调控的室温黑砷磷太赫兹探测器,包括衬底(1)、黑砷磷(2)、蝶形天线(3)、源极(4)、漏极(5)、介质层(6)和栅极(7),其特征在于:
所述探测器的结构自下而上为:第一层是衬底(1)、第二层是黑砷磷(2)、以及搭在黑砷磷上的蝶形天线(3)和与天线相连接的源极(4)和漏极(5)、第三层是介质层(6)、第四...

【专利技术属性】
技术研发人员:王林郭万龙郭程陈效双陆卫
申请(专利权)人:中国科学院上海技术物理研究所
类型:新型
国别省市:上海;31

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