[发明专利]基于半导体/半金属/半导体异质结的超快光电材料及其制备方法和光电导天线结构

权利要求书

1.一种基于半导体/半金属/半导体异质结的超快光电材料，其特征在于，包括半绝缘的半导体衬底(1)以及依次设于所述半导体衬底(1)上的下层半导体层(2)、半金属层(3)、上层半导体层(4)。

2.根据权利要求1所述的基于半导体/半金属/半导体异质结的超快光电材料，其特征在于，所述下层半导体层(2)和上层半导体层(4)为非掺杂半导体层或掺杂半导体层；

形成所述非掺杂半导体层的化合物包括IIIA族元素和VA族元素组成的化合物；在所述非掺杂半导体层基础上掺杂了掺杂源即形成所述掺杂半导体层，所述掺杂源包括Si、Te、Be或C；其中，IIIA族元素包括Al、Ga和In中的一种或几种，VA族元素包括P、As、Sb和Bi中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的基于半导体/半金属/半导体异质结的超快光电材料，其特征在于，形成所述半金属层(3)的化合物包括稀土元素与VA族元素组成的化合物；所述稀土元素包括Er、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Tm、Yb、Lu、Y或Sc，所述VA族元素包括P、As、Sb或Bi。

4.根据权利要求3所述的基于半导体/半金属/半导体异质结的超快光电材料，其特征在于，形成所述半金属层(3)的化合物包括ErAs、ErSb、GdAs、GdSb、SmAs、SmSb、HoAs、HoSb、EuAs、EuSb、YbAs或YbSb。

5.根据权利要求1所述的基于半导体/半金属/半导体异质结的超快光电材料，其特征在于，所述下层半导体层(2)的厚度为50～200nm，所述半金属层(3)的厚度为20～200nm，所述上层半导体层(4)的厚度为5～10nm。

6.根据权利要求1～5任一项所述基于半导体/半金属/半导体异质结的超快光电材料的制备方法，其特征在于，所述基于半导体/半金属/半导体异质结的超快光电材料是采用分子束外延法在半绝缘的半导体衬底(1)上全外延生长得到的。

7.一种基于半导体/半金属/半导体异质结的光电导天线结构，其特征在于，包括权利要求1-5中任意一项所述的基于半导体/半金属/半导体异质结的超快光电材料，以及偶极天线；所述偶极天线位于超快光电材料的上表面。

8.根据权利要求7所述的基于半导体/半金属/半导体异质结的光电导天线结构，其特征在于，采用光刻工艺在所述超快光电材料上制备出偶极天线或其阵列，所用电极材料为钛和金或其他常用电极材料。

9.根据权利要求7所述的基于半导体/半金属/半导体异质结的光电导天线结构，其特征在于，所述偶极天线的形状包括H型、条型、蝴蝶型、对数螺线型、自互补螺线型，偶极天线的间距d为3～30μm。

10.根据权利要求7所述的基于半导体/半金属/半导体异质结的光电导天线结构，其特征在于，所述光电导天线结构能够用作1550nm激发的太赫兹光源和太赫兹探测器。