[發(fā)明專利]場效應(yīng)寬譜探測器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110985035.5
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113639866A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦華;朱一帆;孫建東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01R29/08
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

本發(fā)明公開了一種場效應(yīng)寬譜探測器。所述探測器包括場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)和與場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)配合的天線，所述場效應(yīng)晶體管為并聯(lián)對管結(jié)構(gòu)；所述場效應(yīng)晶體管為并聯(lián)對管結(jié)構(gòu)；所述天線包括與漏極通過二維電子氣連通的漏端天線組以及與柵極連接的柵極天線組，所述漏端天線組包括沿靠近天線中心的方向依次設(shè)置的多個漏端天線，所述柵極天線組包括沿靠近天線中心的方向依次設(shè)置的多個柵極天線，其中，每一漏端天線與一柵極天線對應(yīng)并組合形成一天線對，每一所述天線對具有設(shè)定的中心頻率和帶寬。本發(fā)明實施例提供的場效應(yīng)寬譜探測器，每一漏端天線與一柵極天線對應(yīng)并組合形成一天線對，通過天線集成拓寬探測器的可探測頻率范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種探測器，特別涉及一種場效應(yīng)寬譜探測器，屬于微納制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

太赫茲波(Terahertz wave)是人類尚未大規(guī)模應(yīng)用的一段電磁頻譜資源，其波長大致從30μm～3mm、頻率范圍在0.1～10THz之間，也稱為亞毫米波和遠紅外波。太赫茲波由于具有高透射性、低能量性、指紋特性、高帶寬性、瞬態(tài)性、相干性、高分辨率性。可用于人體安檢、醫(yī)學(xué)成像、無損檢測等領(lǐng)域。

為了使這些應(yīng)用得以實施，太赫茲檢測器有著舉足輕重的地位。而探測器根據(jù)工作波長的范圍可以分為兩類，窄帶探測器和寬譜探測器。相比之下，寬譜探測器有著更寬的響應(yīng)范圍，更適合應(yīng)用于檢測分析和成像等，同時在通信中，也可以提供更高的傳輸速度和傳輸能力。

在寬帶探測器中，具有寬范圍的太赫茲波吸收能力和優(yōu)秀的光電信號轉(zhuǎn)換效率是至關(guān)重要的兩項性能指標(biāo)。目前，涵蓋太赫茲波段的寬帶探測器比較少，同時存在探測器響應(yīng)能力差和光譜響應(yīng)范圍窄等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種場效應(yīng)寬譜探測器，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

本發(fā)明實施例提供了一種場效應(yīng)寬譜探測器，所述探測器包括場效應(yīng)晶體管和與場效應(yīng)晶體管配合的天線，所述場效應(yīng)晶體管是并聯(lián)對管結(jié)構(gòu)；所述天線包括與漏極通過二維電子氣連通的漏端天線組以及與柵極連接的柵極天線組，所述漏端天線組包括沿靠近天線中心的方向依次設(shè)置的多個漏端天線，所述柵極天線組包括沿靠近天線中心的方向依次設(shè)置的多個柵極天線，

其中，每一漏端天線與一柵極天線對應(yīng)并組合形成一天線對，每一所述天線對具有設(shè)定的中心頻率和帶寬，通過天線集成拓寬探測器的可探測頻率范圍。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點包括：

1)本發(fā)明實施例提供的一種場效應(yīng)寬譜探測器中的寬譜天線的適用范圍廣，可適用于多種天線類型和多種晶體管結(jié)構(gòu)；

2)本發(fā)明實施例提供的一種基于場效應(yīng)晶體管和與場效應(yīng)晶體管配合的寬譜天線的探測器，該天線為垂直極化，極化電場方向與天線瓣長方向平行，與天線柵極方向垂直。該設(shè)計使溝道尺寸長度小寬度大，具體體現(xiàn)為溝道阻值小，天線可更好地與器件阻抗匹配，減少能量損耗；

3)本發(fā)明實施例提供的一種基于場效應(yīng)晶體管和與場效應(yīng)晶體管配合的寬譜天線的探測器，天線懸浮在二維電子氣上方，與溝道呈現(xiàn)電容式耦合，將歐姆接觸與天線遠離，減少了歐姆接觸對天線耦合電場的干擾同時也降低了工藝的難度；

4)本發(fā)明實施例提供的一種基于場效應(yīng)晶體管的寬譜探測器，可探測的頻率范圍廣，至少可實現(xiàn)0.1THz至10THz頻率范圍內(nèi)的高靈敏探測。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一典型實施案例中提供的一種基于場效應(yīng)晶體管探測器的剖面圖；

圖2是本發(fā)明一典型實施案例中提供的一種場效應(yīng)寬譜探測器中天線的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明一典型實施案例中提供的一種場效應(yīng)晶體管和寬譜天線配合的探測器的工作機制示意圖；