[发明专利]一种中红外波段的宽谱高效率探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种中红外波段的宽谱高效率探测器，其特征在于：自下而上依次包括硅片(1)、反射层(2)和介质层(3)，所述介质层(3)的表面设置U型超导纳米线(4)，所述U型超导纳米线(4)的开口端分别与金电极一(5)、金电极二(6)相连，所述U型超导纳米线(4)的两侧对称设置金天线(7)，所述金天线(7)周期性排列，所述金电极一(5)与恒压源(8)相连，所述金电极二(6)接地。

2.根据权利要求1所述的一种中红外波段的宽谱高效率探测器，其特征在于：所述U型超导纳米线(4)的单段线条宽度为30～60纳米，厚度为5～10纳米。

3.根据权利要求1所述的一种中红外波段的宽谱高效率探测器，其特征在于：所述U型超导纳米线(4)由氮化铌超导材料制成，两线间距为0.1～100微米，占空比为0.001～0.9，纳米线宽20～100纳米。

4.根据权利要求1所述的一种中红外波段的宽谱高效率探测器，其特征在于：所述反射层(2)为金反射层。

5.根据权利要求1所述的一种中红外波段的宽谱高效率探测器，其特征在于：所述反射层(2)的厚度为20～300纳米。

6.根据权利要求1所述的一种中红外波段的宽谱高效率探测器，其特征在于：所述金电极一(5)、金电极二(6)均为梯形。

7.根据权利要求1所述的一种中红外波段的宽谱高效率探测器，其特征在于：所述金天线(7)的厚度是10～300纳米，长度是10～1000纳米，宽度是1～1000纳米，数量等于U型超导纳米线(4)的单根长度除以金天线(7)的辐射周期。

8.根据权利要求1～7任一所述的一种中红外波段的宽谱高效率探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，在清洗后的硅片(1)上用电子束蒸镀一层反射层(2)；

步骤二，在反射层(2)上面用电子束蒸发或化学气相沉积法制备一层介质层(3)；

步骤三，采用磁控溅射法，在介质层(3)上制备一层超导材料薄膜；

步骤四，在超导材料薄膜表面旋涂正性光刻胶，对正性光刻胶进行图案化曝光，通过显影处理，得到具有电极形状的正性光刻胶掩膜，在正性光刻胶掩膜上沉积，采用剥离法得到金电极一(5)、金电极二(6)；

步骤五，采用电子束曝光法，在介质层上制备金天线(7)；

步骤六，采用电子束曝光法，在介质层上对应位置制得U型超导纳米线(4)。

9.根据权利要求1所述的一种中红外波段的宽谱高效率探测器的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，硅片(1)分别使用丙酮和乙醇，进行低功率超声清洁，最后用氮气吹干。

10.根据权利要求1所述的一种中红外波段的宽谱高效率探测器的制备方法，其特征在于：所述步骤五中，在超导材料薄膜表面旋涂正性电子束抗蚀胶，采用电子束曝光机对正性电子束抗蚀胶进行图案化曝光，通过显影、定影处理，得到具有金天线(7)形状的正性光刻胶掩膜，用电子束蒸发法在正性光刻胶掩膜上蒸镀一层均匀性良好的金层，使用化学溶液水浴加热，对金层进行剥离得到金天线(7)。