[实用新型]太赫兹线列探测装置

说明书

技术领域

本专利涉及一种太赫兹线列探测装置，更具体的说，涉及一种基于碲镉汞太赫兹探测器的线列太赫兹探测装置。

背景技术

太赫兹(Terahertz/THz)波是指频率在0.1-10THz(波长30-3000μm)范围内的电磁波，具有低能性、相干性、宽带性和穿透性等特性。因为这些独特性质，太赫兹波在通信、天文、医学成像、无损检测和安保等领域具有广泛的应用潜力，近年来已经成为国内外研究的热点[1-3]。太赫兹技术发展的重要研究内容之一是太赫兹探测技术，发展工作灵敏度高、使用方便、成本合理的太赫兹探测器，将在生物医学及化学、环境监测、天文学和遥感、通信技术、安全检查等领域发挥巨大效用，具有重大的应用意义[4-6]。

2013年以来，专利人所在课题组发展了基于碲镉汞材料的金属-半导体-金属(MSM)结构新型高灵敏度室温太赫兹探测器[8-10]，并在理论上提出了一种新颖的解释。Sizov等人(2015)在实验上也报道了MSM结构碲镉汞器件对0.14THz信号的高灵敏度响应[11]。课题组通过构建合适的MSM结构，观察到碲镉汞材料(MCT)对太赫兹波的室温光电导现象，并基于太赫兹电磁辐射诱导势阱(EIW)束缚载流子的物理模型对探测机理进行了解释。基于碲镉汞材料的新型太赫兹探测器实现了较好性能。但是现有的碲镉汞器件存在以下问题：1、室温工作响应时间常数在数百微秒[9]，2、敏感元尺寸小，仅为几十微米见方的量级[10]，耦合能量弱。

以上所涉及的参考文献如下：

[1]Bowlan,P.,et al.,Terahertz radiative coupling and damping in multilayer graphene.New J.Phys.16(2014)013027.

[2]Sizov,F.and A.Rogalski,THz detectors.Prog.Quant.Electron.,2010.34(5):p.278-347.

[3]Tonouchi,M.,Cutting-edge terahertz technology.Nature Photon.,2007.1(2):p.97-105.

[4]Tang,L.,et al.,Nanometre-scale germanium photodetector enhanced by a near-infrared dipole antenna.Nature Photon.,2008.2(4):p.226-229.

[5]Rogalski,A.,J.Antoszewski,and L.Faraone,Third-generation infrared photodetector arrays.J.Appl.Phys.,2009.105(9)091101.

[6]Horiuchi,N.,Terahertz Technology Endless Applications.Nature Photon.,2010.4(3):p.140-140.

[7]Padman,R.,et al.,A Dual-Polarization InSb Receiver for 461/492GHz.Int.J.Infrared Milli.,1992.13(10):p.1487-1513.

[8]Z.M.Huang,J.C.Tong,et al.,Room-Temperature Photoconductivity Far Below the Semiconductor Bandgap,Adv.Mater.,2014,26(38):6594-6598.

[9]Zhiming Huang,Wei Zhou,et al.,Directly tailoring photon-electron coupling for sensitive photoconductance,Sci.Rep.,2016,6,22938.

[10]Zhiming Huang,Wei Zhou,et al.,Extreme Sensitivity of Room-Temperature Photoelectric Effect for Terahertz Detection,Adv.Mater.,2016,28(1),112-117.