[发明专利]基于碲纳米线的光控太赫兹波调制芯片，及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于碲纳米线的光控太赫兹波调制芯片，及其制备方法。该基于碲纳米线的光控太赫兹波调制芯片包括：绝缘衬底，其在光激发后不产生载流子且太赫兹波可透过；碲纳米线薄膜，形成于绝缘衬底上。相比于其他光控太赫兹波调制薄膜，例如MoTe2薄膜，本发明碲纳米线薄膜在较低的泵浦激光功率下，能够实现宽带调制，调制深度大、灵敏度高；同时制备成本低精度高，更适合于大规模工业生产。

技术领域

本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种基于碲纳米线的光控太赫兹波调制芯片，及其制备方法。

背景技术

太赫兹(THz)波具有宽带、低光子能量和指纹特征，在无线通信、成像、生物医学等领域有着广泛的应用。然而，缺乏优秀的光电器件在一定程度上限制了太赫兹波技术的发展。二维(2-Dimension，简称2D)材料具有独特的物理特性，如可调谐的能带结构、原子薄膜的厚度、强光与物质的相互作用、快速的载流子复合等，为研究基础物理和重要器件概念中的光与物质相互作用提供了一个有趣的平台。

在实现本发明的过程中，申请人发现：现有技术的光控太赫兹波调制芯片有较高的调制深度但调制速率较为缓慢，从而影响其在光电器件中的发展。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明期望至少部分解决上述技术问题中的其中之一。

(二)技术方案

本发明的第一个方面中，提供了一种基于碲纳米线的光控太赫兹波调制芯片，包括：绝缘衬底，其在光激发后不产生载流子且太赫兹波可透过；碲纳米线薄膜，形成于绝缘衬底上。

在本发明的一些实施例中，碲纳米线薄膜的厚度介于1nm～200nm之间，其中，碲纳米线的长度介于100nm～5000nm之间。

在本发明的一些实施例中，还包括：碲纳米薄膜，形成于绝缘衬底上，其厚度介于1nm～1000nm之间；其中，碲纳米线薄膜形成于碲纳米薄膜之上。

在本发明的一些实施例中，碲纳米薄膜的厚度1nm～200nm之间。

在本发明的一些实施例中，绝缘衬底为：石英衬底或蓝宝石衬底。

本发明的第二个方面中，提供了一种如上光控太赫兹波调制芯片的制备方法包括：

步骤A，准备绝缘衬底；

步骤C，在绝缘衬底上形成碲纳米线薄膜。

在本发明的一些实施例中，步骤C包括：子步骤C1，制备碲纳米线溶液；子步骤C2，将碲纳米线溶液滴涂在绝缘衬底上，待碲纳米线溶液的溶剂挥发完毕后，在绝缘衬底上形成碲纳米线薄膜。

在本发明的一些实施例中，子步骤C1中，采用电沉积法制备碲纳米线溶液，包括：配置含有TeO2和KOH的溶液作为电解液，在电化学工作站中采用三电极体系进行制备：工作电极为铜片，对电极为铂片，参比电极为Hg/HgO电极，在过电位为-1.8V、温度为85℃条件下进行沉积。待反应完全后，静置，加入酸性溶液中和，再用去离子水清洗，得到含有碲纳米线溶液；或

在本发明的一些实施例中，子步骤C1中，采用Al箔置换法制备碲纳米线溶液，包括：在室温条件下，将Al箔放入含有TeO2和KOH的溶液中发生置换反应。待反应完全后，静置，加入酸性溶液中和，再用去离子水清洗，得到碲纳米线溶液。

在本发明的一些实施例中，还包括：步骤B，在绝缘衬底上形成碲纳米薄膜；步骤C包括：在碲纳米薄膜上形成碲纳米线薄膜。

在本发明的一些实施例中，步骤B中，采用磁控溅射或电子束蒸镀来在绝缘衬底上形成碲纳米薄膜。

(三)有益效果

从上述技术方案可知，本发明相对于现有技术至少具有以下有益效果之一：