一种光电导太赫兹光混频芯片及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种光电导太赫兹光混频芯片及其制备方法和应用。该光电导太赫兹光混频芯片，包括光电导有源区，所述光电导有源区从下到上包括衬底、半导体层、电极和増透层；所述电极为叉指金属光栅电极。本发明专利技术的光电导太赫兹光混频芯片通过激发高阶耦合等离激元效应，最大程度地提高半导体层的入射光吸收效率以及局域场增强效果。同时，场增强效果作用于叉指金属光栅电极，在叉指金属光栅电极下方的电场实现光场增强的效果，这将在叉指金属光栅电极下方产生更高密度的光生载流子，并且载流子在叉指金属光栅电极附近产生直接输运到叉指金属光栅电极，进一步增强载流子的输运。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体光电器件，更具体地，涉及一种光电导太赫兹光混频芯片及其制备方法和应用。

技术介绍

1、高速光电探测器(pd)是高速光电系统的关键器件。例如，无线通信系统中，光信号经过光纤远程传输和放大后，通过高速光电探测器转换为毫米波或太赫兹载波的电信号；在雷达系统中，利用光电探测器进行外差变频，结合延迟设计能灵活地对雷达信号进行波束操控等。光信号经高速光电探测器混频，基于光谱-频谱映射，就可以产生太赫兹信号，此时用于光混频的高速光电探测器又称为光混频器。

2、目前报道的高速光电探测器主要有pin光电探测器(pin-pd)、单行载流子光电探测器(utc-pd)以及雪崩光电探测器(apd)。其中，apd高速性能较差，源于雪崩建立的时间较长；pin-pd由于它的快速响应不仅取决于快速的光生电子输运，也取决于输运较慢的光生空穴，因而带宽受到空穴输运的限制难以实现大的突破，如2020年德国hhi制备了带宽145ghz的pin-pd，是目前pin-pd能实现较好的带宽值；而基于单行载流子结构的光电探测器(utc-pd)，主要依靠快速的电子输运过程，具本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种光电导太赫兹光混频芯片，其特征在于，包括光电导有源区，所述光电导有源区从下到上包括衬底(4)、半导体层(3)、电极(2)和増透层(1)；所述电极(2)为叉指金属光栅电极；

2.根据权利要求1所述光电导太赫兹光混频芯片，其特征在于，所述叉指金属光栅电极的周期为1～6μm，单根叉指的宽度为1000～2000nm。

3.根据权利要求1所述光电导太赫兹光混频芯片，其特征在于，所述半导体层(3)的材料为GaAs、AlAs、InAs、InGaAs、AlGaAs或InGaAsP中的至少一种。

4.根据权利要求1所述光电导太赫兹光混频芯片，其特征在于，所述叉指...

【技术特征摘要】

1.一种光电导太赫兹光混频芯片，其特征在于，包括光电导有源区，所述光电导有源区从下到上包括衬底(4)、半导体层(3)、电极(2)和増透层(1)；所述电极(2)为叉指金属光栅电极；

2.根据权利要求1所述光电导太赫兹光混频芯片，其特征在于，所述叉指金属光栅电极的周期为1～6μm，单根叉指的宽度为1000～2000nm。

3.根据权利要求1所述光电导太赫兹光混频芯片，其特征在于，所述半导体层(3)的材料为gaas、alas、inas、ingaas、algaas或ingaasp中的至少一种。

4.根据权利要求1所述光电导太赫兹光混频芯片，其特征在于，所述叉指金属光栅电极的金属材料为au、ag、pt、ni、cr、ti、ge或cu中的至少一种。

5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文杰，陈纯，傅开祥，郭宇航，孙粤辉，秦玉文，王云才，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：