[发明专利]一种宽带可调谐太赫兹波吸收器的制作方法

说明书

本发明公开了一种宽带可调谐太赫兹波吸收器，包括掺杂半导体材料基体，掺杂半导体材料基体表面制作有一层微结构阵列，该微结构阵列包含若干均匀排列的微结构单元，该微结构单元能够响应THz波，所述微结构单元中还设计有矩形波导结构以增加吸收带宽，掺杂半导体材料基体为p型硅材料，掺杂浓度为～0.3×10¹⁷/cm³，半导体材料基体厚度为250～300μmm，电阻率为0.5Ω·cm，微结构单元为H型微结构单元，每个H型微结构单元相对几何中心上下、左右均对称，H型微结构单元厚度为53μm，本发明还公开了宽带可调谐太赫兹波吸收器的制作方法，本发明解决了现有技术中存在的太赫兹波器件体积较大、且带宽有限的问题。

技术领域

本发明属于太赫兹技术领域，具体涉及一种宽带可调谐太赫兹波吸收器，本发明还涉及一种宽带可调谐太赫兹波吸收器的制作方法。

背景技术

太赫兹(THz)波，位于射频与光波之间的频率为0.1THz到10THz的电磁波，因在非接触成像、无线通信、光谱传感等方面有重要应用价值而受到材料、物理与光子学等领域科研人员的广泛关注。

然而，目前的太赫兹波器件普遍体积较大，小型化太赫兹吸收器、调制器等功能器件的缺乏限制了THz技术的应用。而能够自然响应THz波的超材料引起了学术界和工业界的广泛注意。利用传统金属-介质合成的超材料可以实现完美吸收器、滤波器以及调制器。然而，金属材料在THz波段的内在损耗较高而且不可控，此外，要实现宽带吸收，需要复杂的多层结够，增加了实际加工难度。上述THz吸收器一旦制备好，只能响应特定频率的THz 波，而且带宽有限。近乎完美的THz吸收器在光谱检测、无线通信、近场成像等领域有潜在的应用。此外，在THz波段，常常要求宽带工作。因此，有必要设计THz波段的宽带吸波器，开发制备工艺简单、宽带可调谐THz吸收器成为目前的热点工作，有待进一步研究和发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种宽带可调谐太赫兹波吸收器，解决了现有技术中存在的太赫兹波器件体积较大、且带宽有限的问题。

本发明的另一目的是提供一种宽带可调谐太赫兹波吸收器的制作方法。

本发明所采用的第一技术方案是，一种宽带可调谐太赫兹波吸收器，包括掺杂半导体材料基体，掺杂半导体材料基体表面制作有一层微结构阵列，该微结构阵列包含若干均匀排列的微结构单元，该微结构单元能够响应THz 波，所述微结构单元中还设计有矩形波导结构以增加吸收带宽。

本发明第一技术方案的特点还在于，

掺杂半导体材料基体为p型硅材料，掺杂浓度为～0.3×10¹⁷/cm³，半导体材料基体厚度为250～300μmm，电阻率为0.5Ω·cm。

微结构单元为H型微结构单元，每个H型微结构单元相对几何中心上下、左右均对称，H型微结构单元厚度为53μm。

H型微结构单元中间半导体的长和宽都是d＝8～12μm，矩形波导长 a＝82μm，宽l＝12μm。

掺杂半导体材料基体表面的微结构阵列周期为a＝110μm。

微结构单元为能够响应THz波的图形结构，比如圆柱型、方型或其他分形结构。

本发明所采用的第二技术方案是，一种宽带可调谐太赫兹波吸收器的制作方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、清洗抛光硅片，并干燥处理；

步骤2、将经步骤1干燥处理后的硅片一侧表面旋涂一层光刻胶，再次将涂有光刻胶的衬底进行二次干燥处理；

步骤3、将掩膜版对准硅衬底后进行曝光，显影后得到周期性的结构图案；