[发明专利]宽温带太赫兹波探测器

说明书

本发明属于探测器技术领域，具体涉及一种宽温带太赫兹波探测器，以六氯铱酸铵、水合硝酸镍、水合硫酸亚铁铵、乙醇和丙酸、乙酸锰、硝酸钴为原料制备支撑层前驱体；以氧化石墨烯、环氧树脂、甲基丙烯酸月桂酯与二苯基硅二醇、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸为原料制备得到隔离层前驱体；将纳米粉加入隔离层前驱体中，搅拌后加入碳纳米管，得到加强层前驱体；在耐热基底上依次涂覆隔离层前驱体、加强层前驱体、支撑层前驱体，得到衬底；在衬底上利用外延法制备铝镓氮/镓氮层；然后制备有源区台面、栅介质、欧姆接触窗口、电极，从而得到宽温带太赫兹波探测器，可以在超过室温条件下对THz波实现高速、高灵敏度、高信噪比探测。

本发明属于发明名称为宽温带太赫兹波探测器及其制备方法、申请日为2017年6月26日、申请号为201710495196X发明申请的分案申请，为产品技术部分。

技术领域

本发明属于探测器技术领域，具体涉及一种宽温带太赫兹波探测器。

背景技术

太赫兹科学技术是本世纪的又一场“前言革命”，它已成为科学研究的热门课题之一。太赫兹科学技术方兴未艾，已在一些重要的研究领域显示出其独特的优越性。在21世纪，太赫兹的应用研究将是相关科研人员的研究重点。太赫兹科学技术在一些领域跟红外技术和微波技术不能比拟，但在另外一些方面可以作为其他技术的补充和延伸。虽然太赫兹科技在辐射源，探测器等相关元件技术方面发展不够理想，尚不能实用化和产业化，但仍具有很高的科学研究价值和巨大的发展潜力。

太赫兹波辐射源具有：宽频性、透视性、安全性等特性，所以它在物理、化学、生物医学等基础领域，以及有无损成像、安全检查、光谱分析和雷达通讯方面有着重要的应用前景。和太赫兹辐射源一样，太赫兹探测也是太赫兹科技中的另一关键技术，也是太赫兹技术应用投入到实际应用的另一关键环节。

目前，太赫兹信号探测技术从原理上可分为相干脉冲时域连续波探测技术和非相干直接能量探测技术两类。基于相干技术的太赫兹脉冲时域连续波探测技术采用与太赫兹脉冲生成相类似的方式进行相干探测，一类探测方法称为太赫兹时域光谱技术；另一类在太赫兹波低频端选用超外差式探测器。主要探测方法有热辐射探测法、傅里叶变换光谱法、时域光谱法、外差式探测法以及太赫兹量子阱红外光子探测。在太赫兹波段的开发和利用中，探测太赫兹信号具有举足轻重的意义。因为，一方面，由于太赫兹辐射源输出功率低，频率范围内热辐射背景噪声大、水蒸汽衰减严重等因素的影响，从目标反射回来的太赫兹辐射信号更低，与较短波长的光学波段电磁波相比，太赫兹波光子能量低，背景噪声通常占据显著地位。这就要求太赫兹探测器具有很高的探测灵敏度和频率分辨率，另一方面，随着太赫兹技术在各领域特别是军事领域中的深入开展，不断提高探测灵敏度成为必然的要求。

由于目前太赫兹光源的辐射功率普遍都比较低，而现有的宽温带太赫兹波探测器普遍具有响应速度慢（热释电探测器）、探测频率窄（肖特基二极管）、灵敏度差（Golay cell探测器）和需要低温工作（测辐射热计）的缺点，因此发展一种高速、高灵敏度、高信噪且在室温条件下可以工作的宽温带太赫兹波探测器尤为重要。

发明内容

本发明公开了一种宽温带太赫兹波探测器及其制备方法，以铝镓氮/镓氮高电子迁移率场效应晶体管（HEMT）为基本结构，该场效应晶体管中的二维电子气具有较高的电子浓度和迁移率，得到在超过室温条件下对THz波实现高速、高灵敏度、高信噪比探测的波谱探测装置，最终实现对太赫兹波的探测，特别是解决了现有技术大都仅能在低温（液氮）环境测试才可取得良好性能的缺陷。

本发明采用如下技术方案：

一种宽温带太赫兹波探测器的制备方法，包括以下步骤：

（1）在氮气保护下，混合六氯铱酸铵、水合硝酸镍、水合硫酸亚铁铵、乙醇和丙酸；然后回流搅拌5分钟，然后加入氨水；反应10分钟后自然冷却至室温，加入乙酸乙酯聚沉离心；将离心沉淀物水洗后分散于乙醇中得分散体系；然后加入乙酸锰、硝酸钴、水，搅拌10分钟加入三茂钐，搅拌1小时，得到支撑层前驱体；