[发明专利]一种基于手性金属吸收的热电子的光电探测器

说明书

本发明涉及光电探测技术领域，具体涉及一种基于手性金属吸收的热电子光电探测器，该光电探测为多层结构，由下而上依次为衬底层、下金属层、中间半导体层、上金属层；其中下金属层和上金属层通过导线连接。本发明的基于手性金属吸收的热电子光电探测器，利用左手性孔结构和右手性孔结构引起的不同的肖特基势垒，从而造成的不对称吸收来增强上下金属层的净吸收率，最终来增强探测器对入射光的吸收，方便入射光的检测。此外通过在上金属层右手性孔结构里填充二氧化钒，改变探测器所处环境温度，可实现对探测波长的调控。结构简单，易于制备，具有很好的应用前景，为探测器的研究提供了一种新的思路。

技术领域

本发明属于光电探测技术领域，具体涉及一种基于手性金属吸收的热电子光电探测器。

背景技术

手性是指其自身不能与镜像完全重合的性质，其中手性物质与其镜像分别具有左手性和右手性，互称为手性对应体。自然界中很多物质的结构都具有手性，如蛋白质，DNA等。手性对生命的意义尤为重要，所以探测物质的手性成为众多科研工作者研究的热点。通常利用圆二色性（Circular Dichroism， CD）来探测物质或结构的手性，CD可以定义为手性介质对于不同的圆偏振光的吸收率不同，其差值即为圆二色性。

由于集成技术的发展，光电探测器的研究具有越来越重要的意义。尤其是具有高响应速度的光电探测器具有很高发研究价值。然而，高性能光电探测器仍是当前发展的瓶颈。近年来，随着纳米科技与制备工艺的发展，光电探测逐渐朝着纳米结构化方向发展。

近年来，基于金属吸收的热电子光探测器逐渐被研究，通常该类型的探测器主要由上下金属层和中间半导体层构成。中间半导体层与金属层接触产生肖特基结，当入射的光子激发产生的热电子的能量大于肖特基结的势垒高度时，热电子将会以很高的概率穿透肖特基结，被另一端收集，从而形成光电流。

然而，现有的基于金属吸收的热电子光探测器存在对于入射光吸收率较低，探测的光谱波段固定的问题，而且现有的调控手段通常需要重新改变探测器的结构参数，制作成本大。

发明内容

为了解决现有技术中存在的基于金属吸收的光探测器的光吸收不高和吸收波段调制困难的问题，本发明提供了一种基于手性金属吸收的热电子光电探测器。

本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种基于手性金属吸收的热电子光电探测器，所述光电探测为多层结构，由下而上依次为衬底层、下金属层、中间半导体层、上金属层；其中下金属层和上金属层通过导线连接。

进一步地，所述下金属层是由左手性孔结构周期排布而成；所述上金属层是由右手性孔结构周期排布而成。

进一步地，所述中间半导体层厚度为30 nm，所述上金属层厚度为20 nm， 所述下金属层厚度为50nm。

进一步地，所述左手性孔结构的周期为500 nm，所述右手性孔结构的周期为500nm。

进一步地，所述下金属层和上金属层由贵金属材料Au制成；所述中间半导体层为金属氧化物Al₂O₃制成。

进一步地，所述下金属层、中间半导体层、上金属层之间均可分离接触。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1.本发明的光电探测器，利用左手性结构和右手性结构引起的不同的肖特基势垒，从而造成的不对称吸收来增强上下层金属的净吸收率。最终来增强探测器对入射光的吸收，方便入射光的检测。结构简单，易于制备，具有很好的应用前景，为探测器的研究提供了一种新的思路。