[发明专利]太赫兹单光子探测器及其探测方法

权利要求书

1.一种太赫兹单光子探测器，其特征在于，包括：

半导体异质结，所述半导体异质结表面形成有二维电子气；

形成于所述半导体异质结表面的探测电极，用于收集太赫兹单光子；

第一量子点，所述探测电极收集的太赫兹单光子激发所述第一量子点带单位正电荷；

形成于所述半导体异质结表面的单电子测量仪，用于测量所述单电子测量仪的周围静电环境的电荷变化，所述单电子测量仪与所述第一量子点电容式耦合，所述第一量子点带的单位正电荷引起所述单电子测量仪中的电流发生跳变。

2.如权利要求1所述的太赫兹单光子探测器，其特征在于，所述单电子测量仪为单电子晶体管。

3.如权利要求1所述的太赫兹单光子探测器，其特征在于，所述探测电极呈蝴蝶结形。

4.如权利要求1所述的太赫兹单光子探测器，其特征在于，所述单电子测量仪包括：形成于所述半导体异质结表面的栅电极、第一电极、第二电极以及第二量子点，所述栅电极设置于所述探测电极和所述第二电极之间，所述第一量子点形成于所述栅电极的末端与所述探测电极的末端之间的区域，所述第二量子点形成于所述栅电极的末端、所述第一电极的末端、所述第二电极的末端之间的区域。

5.如权利要求4所述的太赫兹单光子探测器，其特征在于，所述探测电极包括两个探测电极单元，所述栅电极包括两个栅电极单元，所述栅电极单元的一边与所述探测电极单元的相邻近的一边平行，所述第一量子点形成于所述栅电极单元与所述探测电极单元的相聚末端之间的区域。

6.如权利要求5所述的太赫兹单光子探测器，其特征在于，所述第二电极与所述栅电极垂直，所述第一电极包括两个第一电极单元，所述第一电极单元对称设置于所述第二电极的两侧，所述第二量子点形成于所述栅电极单元、所述第一电极单元、所述第二电极的相聚末端之间的区域。

7.一种如权利要求1所述的太赫兹单光子探测器的探测方法，其特征在于，包括如下步骤：

所述探测电极收集太赫兹单光子；

所述探测电极收集的太赫兹单光子激发所述第一量子点带单位正电荷；

所述单位正电荷引起所述单电子测量仪中的电流发生跳变；

分析所述单电子测量仪中的电流的时间序列从而对所述探测电极探测到的太赫兹单光子进行计数。

8.如权利要求7所述的太赫兹单光子探测器的探测方法，其特征在于，所述单电子测量仪包括形成于所述半导体异质结表面的栅电极，所述第一量子点形成于所述栅电极的末端与所述探测电极的末端之间的区域，所述第一量子点的大小由所述探测电极的形状和加在所述栅电极上的偏压电压确定。

9.如权利要求7所述的太赫兹单光子探测器的探测方法，其特征在于，所述单电子测量仪包括形成于所述半导体异质结表面的栅电极、第一电极、第二电极以及第二量子点，所述栅电极设置于所述探测电极和所述第二电极之间，所述第二量子点形成于所述栅电极的末端、所述第一电极的末端、所述第二电极的末端之间的区域，调整所述第二电极的形状和所述第二电极上的电压进而调整所述第一量子点与所述单电子测量仪之间的电容式耦合强度。

10.如权利要求9所述的太赫兹单光子探测器的探测方法，其特征在于，调整所述第二电极上的电压来调整所述第二量子点内束缚能级之间的间隔大小。