特殊偶极子天线的室温拓扑绝缘体异质结光电探测器制造技术

本发明专利技术公开了一种特殊偶极子天线的室温拓扑绝缘体异质结光电探测器。器件制备步骤是将化学气相沉积生长的锗铋碲转移到有二氧化硅氧化层的高阻硅衬底上，然后采用干法转移碲化铋材料与锗碲铋形成异质结，再利用紫外光刻技术制作源、漏电极，并利用紫外光刻、电子束蒸发、剥离等工艺，制备成具有特殊天线结构的拓扑绝缘体异质结光电探测器。利用独特的天线结构，将太赫兹场集中在入射器件上，实现亚波长尺度光子结构控制下的集体等离激元振荡效率和吸收的增强，大幅提高光电探测器的灵敏度。所述的光电探测器在太赫兹波段体现了超高的响应率和较宽的响应谱。本发明专利技术的优点是探测率高，响应快，宽谱响应，功耗低和便于集成。功耗低和便于集成。功耗低和便于集成。

【技术实现步骤摘要】
特殊偶极子天线的室温拓扑绝缘体异质结光电探测器


[0001]本专利涉及特殊偶极子天线结构集成的室温拓扑绝缘体异质结光电探测器及制备方法，具体指基于拓扑绝缘体锗铋碲的光电探测器被设计成一种新型特殊偶极子天线的平面形式，在其上进行电学和光学测试。偶极子天线结构也用作一种电子读出电极。天线电极非对称，将传播的电磁波转化为局域表面等离子体激元，使得电极的一端局域光场得到极大增强，从而实现等离子体激元感应电场在金属与拓扑绝缘体界面的强局域化，提高了器件的检测灵敏度，拓宽了器件的响应谱。

技术介绍

[0002]太赫兹辐射(0.1
‑
10THz)能够将电子器件与光学器件连接起来，涵盖从微波到红外光的宽频带电磁波谱，其混合特性可实现广泛的应用，包括无线通信、传感和成像等应用。随着石墨烯、过渡金属硫族化合物(TMDCs)、拓扑材料和三维狄拉克系统等新兴二维材料的出现，基于这些材料独特的电学和光学性质的探索推动了太赫兹光电器件的发展。其中拓扑材料以无质量狄拉克费米子为特征，表现出特有的宽波段响应特性。然而，基于石墨烯和黑磷材料的太赫兹探测器存在响本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种特殊偶极子天线的室温拓扑绝缘体异质结光电探测器，包括Si衬底(1)、SiO2氧化层(2)、锗铋碲(4)和碲化铋(5)，其特征在于：所述的探测器结构：在Si衬底(1)上是SiO2氧化层(2)、在SiO2氧化层(2)上制备有锗铋碲(4)和碲化铋(5)，在锗铋碲(4)和碲化铋(5)两端是源电极(3)和漏电极(6)，其结构由非对称偶极子天线组成，源漏间的距离为2
‑
4μm；所述的衬底(1)是本征高阻硅，其电阻率为20000
‑
30000Ω
·
cm,厚度为500
‑
600μm；覆盖在其上的是二氧化硅(2)，厚度为200
‑
300nm；所述的拓扑绝缘体锗铋碲(4)为锗铋碲纳米薄片，厚度为50
‑
70nm；所述的拓...

【专利技术属性】
技术研发人员：王林，姚晨禹，王东，姜梦杰，陈效双，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：