[发明专利]一种基于负微分电阻效应的超材料太赫兹调制器

权利要求书

1.一种基于负微分电阻效应的超材料太赫兹调制器，其特征在于，该太赫兹调制器包括超材料层、衬底层、金属板和金属电极；在衬底层(4)的下面为第一高掺杂半导体层(6)，在第一高掺杂半导体层(6)的下面为金属板(5)，在衬底层(4)的上面为第二高掺杂半导体层(7)，在第二高掺杂半导体层(7)的上面为金属电极(1)和超材料层包括结构单元(2)、金属走线(3)。

2.根据权利要求1所述的基于负微分电阻效应的超材料太赫兹调制器，其特征在于，所述超材料层包括周期性排列的结构单元(2)，各个结构单元(2)通过金属走线(3)纵向连接以及通过金属走线(3)与金属电极(1)相连进行电连接。

3.根据权利要求2所述的基于负微分电阻效应的超材料太赫兹调制器，其特征在于，所述的结构单元(2)为方形结构、开口谐振环或环形结构中的一种。

4.根据权利要求1所述的基于负微分电阻效应的超材料太赫兹调制器，其特征在于，所述衬底层(4)为Ⅲ-Ⅴ族半导体，为具有负微分电阻效应的半导体材料。

5.根据权利要求1所述的基于负微分电阻效应的超材料太赫兹调制器，其特征在于，所述金属板(5)做为衬底层(4)下面的一个电极。

6.根据权利要求1所述的基于负微分电阻效应的超材料太赫兹调制器，其特征在于，所述超材料层、金属板(5)和金属电极(1)的材料为金、银、铜或铝中的一种。

7.根据权利要求4所述的基于负微分电阻效应的超材料太赫兹调制器，其特征在于，所述的金属电极(1)和结构单元(2)与衬底层(4)之间设有第二高掺杂半导体层(7)，金属板(5)与衬底层(4)之间设有第一高掺杂半导体层(6)，以使电极(1)、超材料层、金属板(5)与衬底层(4)形成欧姆接触。

8.根据权利要求4所述的基于负微分电阻效应的超材料太赫兹调制器，其特征在于，所述具有负微分电阻效应的半导体材料为砷化镓、氮化镓或磷化铟中的一种。

9.根据权利要求8所述的基于负微分电阻效应的超材料太赫兹调制器，其特征在于，所述Ⅲ-Ⅴ族半导体材料，利用Ⅲ-Ⅴ族半导体的负微分电阻效应来调制器件的吸收特性，通过电极(1)和金属板(5)在衬底层(4)上施加高偏置电压，此时电极(1)、金属板(5)、超材料结构单元(2)与衬底层形成耿氏二极管，在半导体内部产生负微分电阻效应，由于电子转移机制，衬底层内载流子浓度、迁移率、有效质量的分布会发生改变，从而改变此器件的谐振特性。

10.根据权利要求8所述的基于负微分电阻效应的超材料太赫兹调制器，其特征在于，所述耿式二极管的工作模式为理想模式、偶极畴渡越时间模式、电子积累畴模式、限制空间电荷积累模式或猝灭偶极层模式中的一种。