[发明专利]一种太赫兹调制器及制备方法

说明书

本发明公开一种太赫兹调制器及制备方法，所述太赫兹调制器包括砷化镓基片和石墨烯薄膜；所述砷化镓基片的一面刻蚀有类金字塔结构的突起；所述石墨烯薄膜覆盖在砷化镓基片具有类金字塔结构的突起的一面上。所述太赫兹调制器通过把高电阻率的砷化镓基片刻蚀为金字塔结构，并在基片表面制备一层石墨烯薄膜，这样在激光的作用下可以提高载流子的迁移率，达到对太赫兹波的快速调制。

技术领域

本发明涉及太赫兹波调制技术领域，主要涉及一种太赫兹调制器及制备方法。

背景技术

太赫兹波是指频率范围在0.1-10THz，相应的波长在3mm-30μm，介于毫米波和红外光学之间的电磁波谱区域。随着现代科学技术的发展，人们对毫米波和红外光的研究不断深入，其器件和应用技术日趋成熟，形成了毫米波和红外光学两大应用和研究领域。

在对太赫兹波进行使用时，需要对太赫兹波进行调制，对太赫兹波进行调制是指调整器件的太赫兹波透过率。作为太赫兹通信系统核心器件之一，太赫兹调制器的设计非常重要。太赫兹调制器功能是将包含信息的基带信号调制到太赫兹载波，其主要参数有：调制深度、调制速度、调制带宽。目前，此类器件的调制速度仍然较低，很难满足太赫兹在通讯和成像领域应用的要求。传统太赫兹调制器是以硅等其他电子迁移率较低的半导体材料作为调制媒质，导致电子在调制器中运动速度较慢，进而导致调制速度较低，无法满足实际需求。因此，如何提升调制器的调制速度成为进一步发展太赫兹调制器技术的关键。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种太赫兹调制器及制备方法，通过对介质基板进行改进，旨在提高太赫兹调制器的调制效果。

本发明的技术方案如下：

一种太赫兹调制器，其中，包括砷化镓基片和石墨烯薄膜；

所述砷化镓基片的一面刻蚀有类金字塔结构的突起；

所述石墨烯薄膜覆盖在砷化镓基片具有类金字塔结构的突起的一面上。

所述的太赫兹调制器，其中，砷化镓基片的电阻率为1000Ω.cm~5000Ω.cm。

所述的太赫兹调制器，其中，所述石墨烯薄膜为单层的石墨烯薄膜。

所述的太赫兹调制器，其中，砷化镓基片的厚度为200~400微米，类金字塔结构的突起高度为1~20微米，类金字塔结构的突起直径为1-30微米。

一种如上所述的太赫兹调制器的制备方法，其中，包括以下步骤：

1）将砷化镓基片分别在丙酮、无水乙醇、去离子水溶液中用超声波清洗；

2）制备1号液，将砷化镓基片放入混合均匀的1号液中超声波处理，取出并用去离子水清洗干净；其中，1号液为双氧水和浓盐酸的混合液；

3）制备2号液，将砷化镓基片放入混合均匀的2号液中超声波处理，取出并用去离子水清洗干净；其中，2号液为浓硫酸、去离子水、双氧水的混合液；

4）制备BOE 缓冲液，将砷化镓基片放入混合均匀的BOE缓冲液中；

5）将砷化镓基片分别先后在无水乙醇、去离子水溶液中用超声波清洗；

6）配置碱性刻蚀液：配置氢氧化钾、异丙醇和去离子水的混合溶液；

7）在90-100℃恒温水浴条件下，将砷化镓基片放入碱性刻蚀液中，刻蚀时间设置为20-25分钟，刻蚀完后，用去离子水冲洗，并用氮气吹干；

8）将刻蚀好的砷化镓金字塔基片上面转移一层制备好的石墨烯薄膜并晾干。

所述的太赫兹调制器的制备方法，其中，步骤6），碱性刻蚀液中，每氢氧化钾为3~8g配置20~50ml异丙醇和100~150ml 去离子水。

所述的太赫兹调制器的制备方法，其中，步骤1），在每种溶液中超声波清洗的时间为10-20分钟；

步骤2）和步骤3）中，超声波处理时间均为 5~15 分钟；