[发明专利]用均匀碳纳米管薄膜进行太赫兹检测和光谱分析

说明书

检测器及其形成方法包括将半导体碳纳米管平行排列在基板上以形成纳米管层(208)。将纳米管层中的排列的半导体碳纳米管切割成对应于检测频率的一致的长度(216)。在纳米管层的相对端形成金属触点(218)。

背景技术

技术领域

本发明涉及太赫兹光谱学，更具体地涉及均匀半导体纳米管在太赫兹检测器和分光镜中的用途。

相关技术的描述

太赫兹电磁波谱(例如，红外线)用于安全、医学成像、通信和制造。然而，由于所涉及的短波长，太赫兹技术(包括光源、检测器和光学器件)相对不完善。

发明内容

一种形成检测器的方法，包括将半导体碳纳米管平行排列在基板上以形成纳米管层。将纳米管层中排列的多个半导体碳纳米管切割成对应于检测频率的一致的长度。在纳米管层的相对端形成金属触点。

检测器包括一层碳纳米管，碳纳米管平行排列并具有一致的长度。形成第一金属触点，其与该层碳纳米管的第一侧接触。形成第二金属触点，其与该层碳纳米管的第二侧接触、与第一侧相对。

光谱检测器包括具有多个单独检测器的检测器阵列，每个检测器被调谐到不同的各自的频率。每个检测器包括一层碳纳米管，碳纳米管平行排列并且具有对应于检测器的各自的频率的一致长度。形成第一金属触点，其与各自的一层碳纳米管的第一侧接触。形成第二金属触点，其与各自的一层碳纳米管的第二侧接触、与第一侧相对。

从以下对其说明性实施例的详细描述，这些和其他特征和优点将变得显而易见，其将结合附图来阅读。

附图的简要说明

本公开将参考以下附图在以下优选实施例的描述中提供细节，其中：

图1是根据本原理的太赫兹频率辐射检测器的示图；

图2是根据本原理形成太赫兹频率辐射检测器的方法的框图/流程图；

图3是根据本原理的太赫兹频率辐射检测器阵列的示图；

图4是根据本原理测量太赫兹辐射光谱的方法的框图/流程图；

图5是根据本原理的太赫兹光谱感测系统的框图；以及

图6是根据本原理的处理系统的框图。

具体实施方式

本发明的实施例使用碳纳米管作为电磁波谱的太赫兹区域中的检测器。由于等离激元(plasmonic)共振，碳纳米管在太赫兹范围内表现出强吸收。本实施例在金属触点之间布置均匀尺寸的纳米管，并利用光热电效应在谐振频率的辐射撞击纳米管时产生信号。这里描述的检测器在室温下具有高灵敏度，并且多个这样的检测器调谐到不同的各个频率，可以提供光谱分辨率。本实施例可以提供具有在约1.5THz和约30THz之间的范围内的峰值检测频率的检测器。

现在参考附图，其中相同的数字表示相同或相似的元件，并且首先参考图1，示出了太赫兹检测器100的俯视图。检测器100包括两个金属触点，包括由第一金属材料形成的第一金属触点102和由第二金属材料形成的第二金属触点104。在两个金属触点之间是一层平行的半导体碳纳米管106。纳米管层106中的纳米管具有一致的长度，提供相关的共振频率，该共振频率决定了它们对其敏感的入射辐射的频率。如图所示，纳米管层106中的纳米管在金属触点102/104之间平行且并排朝向，其中纳米管的轴朝向垂直于连接两个金属触点102/104的轴。