[發明專利]一種太赫茲波高速調制器及其制作方法

有效

• 申請號: 201110427332.4
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN102520532A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 張雄;叢嘉偉;郭浩;崔一平
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G02F1/017
• 分類號: G02F1/017;H01S5/343
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種太赫茲波高速調制器，其特征在于：包括襯底層（1），在該襯底層（1）上生長有一緩沖層（2），在該緩沖層（2）生長有應變量子阱結構，在該應變量子阱結構的上表面制備的由金屬諧振單元周期陣列組成的金屬超材料結構（3）；所述應變量子阱結構包括兩個以上的勢壘層（4）和至少一個勢阱層（5），所述勢阱層（5）處于兩勢壘層（4）中間，且所述應變量子阱結構最上層和最下層都是勢壘層；所述襯底層（1）是＜111＞面取向，所述緩沖層（2）與襯底層（1）材料相同，所述勢阱層（5）的能帶隙小于勢壘層（4），且所述勢壘層（4）與襯底層（1）的晶格常數相同或者相差不超過0.5%。

2.根據權利要求1所述太赫茲波高速調制器，其特征在于：所述襯底層（1）、緩沖層（2）和勢壘層（4）材料是砷化鎵，所述勢阱層（5）材料是銦鎵砷。

3.根據權利要求1所述太赫茲波高速調制器，其特征在于：所述襯底層（1）和緩沖層（2）是砷化鎵，所述勢壘層（4）材料是鋁鎵砷，所述勢阱層（5）材料是鎵砷磷。

4.根據權利要求2所述太赫茲波高速調制器，其特征在于：所述應變量子阱結構中勢壘層（4）和勢阱層（5）都是＜111＞面取向，所述勢壘層（4）厚度為10～300nm，所述勢阱層（5）厚度為1～30nm。

5.根據權利要求2所述太赫茲波高速調制器，其特征在于：所述緩沖層（2）厚度為20～300nm。

6.根據權利要求1所述太赫茲波高速調制器，其特征在于：所述金屬超材料結構（3）中金屬諧振單元的厚度為0.2～5微米，周期為20～80微米。

7.一種權利要求1所述太赫茲波高速調制器的制作方法，其特征在于包括以下步驟：

a、通過金屬有機物化學氣相外延技術（MOCVD）或分子束外延技術（MBE）在襯底層（1）上生長一層緩沖層（2）；

b、然后繼續在該緩沖層（2）上依次生長＜111＞面取向的勢壘層（4）、勢阱層（5）和勢壘層（4），從而構成＜111＞面取向的應變單量子阱層，其中勢阱層（5）選用的材料的能帶隙小于勢壘層（4），且所述勢壘層（4）與襯底層（1）的晶格常數相同或相差不超過0.5%；

c、通過蒸鍍和刻蝕的方法在所述應變量子阱結構上表面制備一層周期排列的金屬諧振單元組成的金屬超材料結構（3）。

8.根據權利要求8所述太赫茲波高速調制器的制作方法，其特征在于：所述襯底層（1）、緩沖層（2）和勢壘層（4）均由砷化鎵構成，所述勢阱層（5）由銦鎵砷構成。