[发明专利]一种太赫兹波段的发光二极管

说明书

本发明提供了一种太赫兹波段的发光二极管，包括：双层石墨烯、太赫兹透明电极以及外加磁场，其中，太赫兹透明电极贴合于双层石墨烯一侧表面。在外加磁场的作用下，双层石墨烯中形成均匀分布的朗道能级、电子从较高朗道能级依次向下跃迁时，辐射频率接近的THz波段的光子以此发出THz波段的光，得到THz光源，其电子利用率高，辐射强度大、功耗较小，且结构简单，成本较低。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种发光二极管。

背景技术

太赫兹（THz）是一种新的、有很多独特优点的辐射源，包含了频率为0.1到10THz的电磁波，由于其光谱的特殊性，在通信、医疗成像、雷达探测、无损检测等领域都具有较为广泛的应用。

THz光源一直是THz研究中的一个重要方向，也是THz大规模应用的基础。目前，一般来说，THz波可以通过THz量子级联激光器、二极管倍频THz源、飞秒激光器、自由电子激光器等方法产生，但这些方法存在一定缺陷：成本较高、工作需要极低温、频率较低、输出功率低、単色性较差等，一定程度上影响应用。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种太赫兹波段的发光二极管，有效解决了现有THz光源成本高、功率低、单色性较差等技术问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种太赫兹波段的发光二极管，包括：双层石墨烯、太赫兹透明电极以及外加磁场，其中，

所述太赫兹透明电极贴合于所述双层石墨烯一侧表面。

进一步优选地，所述太赫兹透明电极由二硫化钼或二硫化钨或二硒化钼制备而成；且

所述太赫兹透明电极与所述双层石墨烯构成异质结结构。

进一步优选地，所述发光二极管中还包括一微腔，所述双层石墨烯和太赫兹透明电极置于所述微腔内。

进一步优选地，所述微腔中还包括反射镜，所述反射镜为多层介质布拉格反射镜，所述反射镜各层介质的厚度h为：

其中，c为光速，n为反射镜中各层介质的折射率，e为电子电量，B为外加磁场的磁感应强度。

本发明提供的太赫兹波段的发光二极管带来的有益效果在于：

在本发明中，在外加磁场的作用下，双层石墨烯中形成均匀分布的朗道能级、电子从较高朗道能级依次向下跃迁时，辐射频率接近的THz波段的光子以此发出THz波段的光，得到THz光源，其电子利用率高，辐射强度大、功耗较小，且结构简单，成本较低。

再有，双层石墨烯由二硫化钼、二硫化钨、二硒化钼等二维材料制备而成，且其与双层石墨烯构成异质结结构，该异质结结构既可以有效的向双层石墨烯中注入能量合适的电子，且二维材料对THz波的吸收极低，不会影响发光二极管的发光效率。

最后，将双层石墨烯及太赫兹透明电极置于微腔结构中，此微腔要在增强特定频率的THz波的辐射的同时减少其他频率的电磁波辐射，以此设定多层介质布拉格反射镜以增强其效率，有效扩展该发光二极管的应用。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本发明中太赫兹波段的发光二极管一种实施方式结构示意图；

图2为本发明中太赫兹波段的发光二极管另一种实施方式结构示意图；

图3为本发明中太赫兹波段的发光二极管另一种实施方式结构示意图。

附图标记：