[发明专利]太赫兹探测器及其制造方法

说明书

公开了一种太赫兹探测器及其制造方法，该太赫兹探测器包括基底；以及至少一个探测单元，每个所述探测单元均包括：沟道材料，所述沟道材料设置在所述基底上，两个电极，两个所述电极分别与所述沟道材料的纵向方向的两端欧姆接触，和三维石墨烯，所述三维石墨烯与所述沟道材料直接或间接地热接触。本公开所提出的探测器通过将三维石墨烯作为吸收体，解决了沟道材料对太赫兹波吸收不足的问题，从而有效地提高了探测器的响应灵敏度。

技术领域

本公开涉及太赫兹探测技术领域，尤其涉及一种太赫兹探测器及其制造方法。

背景技术

太赫兹波是对一个特定波段的电磁波的统称，通常是指振荡频率在0.1THz～10THz之间的电磁波。由于处于电磁波谱的特殊位置，太赫兹波具有穿透性能好、单光子能量低、光谱信息丰富等特点，在安检成像、光谱探测、信息通讯等领域具有重要的应用价值。

目前，应用较多的室温太赫兹探测器包括场效应管探测器、肖特基探测器、太赫兹探测器等几种。肖特基探测器和场效应管探测器可以获得较高的探测灵敏度，但目前其频谱响应范围只限于1THz以下波段，且对加工工艺的要求均较高。太赫兹探测器具有响应频带宽、稳定性好、易于阵列集成等优点，是距离商业化应用最近的室温太赫兹探测器，受到了科研人员的广泛关注。然而，目前的太赫兹探测器的沟道材料对太赫兹波吸收效率较低，热效应响应较慢，且普遍具有增益倍率不足、加工工艺复杂、难以应用到太赫兹波段等问题。此外，传统的光热电型探测器一般要求太赫兹场非对称地照射沟道材料两侧，以便获得非对称的温度场分布，这严重限制了其实用性和可集成性。

发明内容

本公开的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

根据本公开的一个方面的实施例，提供了一种太赫兹探测器，包括：

基底；以及

至少一个探测单元，每个所述探测单元均包括：

沟道材料，所述沟道材料设置在所述基底上，

两个电极，两个所述电极分别与所述沟道材料的纵向方向的两端欧姆接触，和

三维石墨烯，所述三维石墨烯与所述沟道材料直接或间接地热接触。

在一些实施例中，所述三维石墨烯与所述沟道材料的一端直接或间接地热接触。

在一些实施例中，所述三维石墨烯设置在所述沟道材料与所述电极的接触处。

在一些实施例中，所述基底呈U形结构，所述沟道材料的纵向方向的两端分别固定在所述U形结构的两个侧部上，所述三维石墨烯设置在所述U形结构的底部和所述沟道材料之间。

在一些实施例中，所述三维石墨烯粘合到所述沟道材料上。

在一些实施例中，每个所述电极的两端在垂直于所述沟道材料的纵向方向上延伸到所述沟道材料的外侧，并与所述基底连接。

在一些实施例中，所述三维石墨烯呈长方体结构，所述长方体结构的长边平行于所述沟道材料的纵向方向。

在一些实施例中，所述基底包括间隔一定距离设置的第一基底和第二基底，每个所述探测单元的所述沟道材料的纵向方向的第一端与所述第一基底连接，所述沟道材料的纵向方向的第二端从所述第二基底的远离所述第一基底的一侧伸出，每个所述探测单元的两个所述电极分别设置在所述第一基底和所述第二基底上，所述三维石墨烯设置在所述第二基底上，并与所述沟道材料的从所述第二基底穿出的第二端热接触。