[发明专利]一种导电特性可调的亚太赫兹波探测器

说明书

本发明涉及一种导电特性可调的亚太赫兹波探测器，包括衬底层，衬底层的上方设置有相互间隔的引线电极以及对数周期天线，对数周期天线的两臂分别与对应的引线电极电连接，对数周期天线的两臂之间设置有调节片，对数周期天线的两臂通过石墨烯导电层形成导电沟道，石墨烯导电层设置于调节片的上方；对数周期天线的上方设置有介质层，介质层上设置有劈裂栅极，以及与劈裂栅极电连接的引线电极；该导电特性可调的亚太赫兹波探测器，通过在石墨烯导电层的下方设置调节片，由于调节片具有热敏特性或者电荷分布不均的特性，使得石墨烯导电层的载流子浓度发生变化，从而提高了探测光波的敏感度，提高了亚太赫兹波探测器的灵敏度。

技术领域

本发明属于亚太赫兹波探测技术领域，具体涉及一种导电特性可调的亚太赫兹波探测器。

背景技术

太赫兹波是频率0.1～10THz(1THz＝1012Hz)范围内的电磁波，波长范围为3mm～30μm，位于毫米波(亚毫米波)与红外波之间。太赫兹光子对应能量范围为0.414～41.4meV，与分子和材料的低频振动和转动能量范围相匹配。这些决定了太赫兹波在电磁频谱中的特殊位置以及在传播、散射、反射、吸收、穿透等方面与毫米波、红外线显著不同的特点和应用，也将为人们对物质的表征和操控提供很大的自由空间。

太赫兹波具有很多独特的性质如宽频性、透视性、安全性等，它在物理、化学、生物医学等基础领域，以及反恐、有无损成像、光谱分析和雷达通讯方面有着重要的应用前景：(1)太赫兹波在生物医学上的应用具有很大的吸引力。在皮肤癌的诊断和治疗、太赫兹波断层成像以及药物的分析和检测等方面都显示了其强大的功能和成效。由于生物大分子的振动和转动频率均在太赫兹波段，而且太赫兹波辐射技术又可提取DNA的重要信息，因此，太赫兹波在植物，特别是粮食选种，优良菌种的选择等方面可以起重要的作用。(2)太赫兹波辐射可以穿透烟雾，又可检测出有毒或有害分子，所以在环境监测和保护方面可以发挥重要作用。太赫兹波对很多非金属和非极性电介质材料具有很强的穿透力，包括衣物、包裹、陶制品甚至墙壁等材料，可以实现对这些材料中携带的隐藏爆炸物进行非接触式检测。太赫兹实时检测手段，相比于其他技术，在太赫兹波段不同炸药种类所具有的特征吸收和色散各有不同，具有指纹谱性。利用太赫兹技术对它们进行探测和识别，进而分析物质内部结构信息。(3)太赫兹波的能量比较低，仅有几毫电子伏特，对人体不会造成电离伤害，也不会危害人体健康，由此可以方便地对隐藏在这些包装材料中的爆炸物进行探测，也极大地保障了检测人员和设备的安全。同时，太赫兹波在雷达和通信，航天飞机可能故障的探测以及天文等方面的应用也有很大的潜力。

申请号为201610894003.3的专利申请，提供了一种室温可调控的亚太赫兹波探测器及制备方法，其提供的室温可调控的亚太赫兹波探测器，主要包括衬底，衬底上集成对数周期天线以及引线电极，对数周期天线的两臂分别与对应的引线电极相连；在对数周期天线的两臂中间有高迁移率且载流子浓度可调的石墨烯导电沟道，石墨烯导电沟道与对数周期天线两臂互连，形成良好的欧姆接触；在石墨烯导电沟道上有氧化铝栅介质层；在石墨烯导电沟道的氧化铝栅介质层上集成劈裂栅极以及相应的引线电极。实际应用中发现，该亚太赫兹波探测器仍然存在灵敏度缺陷，石墨烯导电沟道吸收热量有限，导致该亚太赫兹波探测器的石墨烯的载流子活动受限的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是解决现有的亚太赫兹波探测器存在灵敏度缺陷，影响石墨烯电沟道的载流子效率的问题。

为此，本发明提供了一种导电特性可调的亚太赫兹波探测器，包括衬底层，所述衬底层的上方设置有相互间隔的引线电极以及对数周期天线，所述对数周期天线的两臂分别与对应的引线电极电连接，所述对数周期天线的两臂之间设置有调节片，所述对数周期天线的两臂通过石墨烯导电层形成导电沟道，所述石墨烯导电层设置于调节片的上方；所述对数周期天线的上方设置有介质层，所述介质层上设置有劈裂栅极，以及与劈裂栅极电连接的引线电极。

所述调节片设置有多个，并且相互间隔排列于对数周期天线的两臂之间。

所述多个调节片的尺寸不相同。