石墨烯/砷化镓基HEMT异质结太赫兹探测器制备研究

发布时间：2022-11-12 09:42

　　电磁波按照频率由高到低分为γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、长波无线电等,亚毫米/太赫兹波光电探测器由于在气象学,天文学,医学,通信和生物学中的广泛应用,引起了极大的研究兴趣。大多数报道的探测器都需要在低温工作环境下进行。常规的半导体光电探测器依靠半导体中电子和空穴对的光激发,这不适用于亚毫米/太赫兹光子的探测。最常用的亚毫米/太赫兹探测器包括Golay电池,热电子辐射热计和热释电探测器。由于热感测机制的缘故,此类探测器的响应速度很慢,因为Gola电池和热电探测器的调制频率仅为几百赫兹,或者必须用液态氦冷却。相反,在室温下表现出高速响应的肖特基势垒二极管（SBD）需要在器件制造和材料生产中使用复杂的技术,导致它们的芯片集成目前受到阻碍。因此,迫切需要能够提供快速响应,室温环境下,高灵敏度和易于制造的新颖的探测器。在过去的几年中,已经为基于场效应晶体管的毫米波和太赫兹光电探测器的开发做出了巨大的努力。近年来,石墨烯和其他二维材料已被证明可以检测长波长光子。在最近几年中,包括场效应晶体管,热电子测辐射热计和光热电子器件在内的石墨烯检测器取得了长足的发展。基于石墨烯场效应晶体管的... 

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 前言
    1.2 基于石墨烯/砷化镓异质结构的毫米波/太赫兹波光电探测器
    1.3 GaAs基 HEMT制备研究
        1.3.1 HEMT介绍
        1.3.2 二维电子气(2DEG)概念
        1.3.3 典型的二维电子气(2DEG)
        1.3.4 二维电子气(2DEG)的能量
        1.3.5 二维电子气(2DEG)的能量状态
        1.3.6 GaAs基的HEMT的工作原理
    1.4 本文主要研究内容
第2章 太赫兹探测理论基础
    2.1 引言
    2.2 太赫兹波段简介
    2.3 太赫兹探测器
    2.4 太赫兹光电探测器
        2.4.1 热探测器(Thermal detectors)
        2.4.2 Golay Cell
        2.4.3 热电探测器(Pyroelectric Detector)
        2.4.4 肖特基势垒二极管探测器(Schottky-Barrier-Diode Detectors)
        2.4.5 场效应太赫兹探测器(Field-Effect Terahertz Detector)
    2.5 太赫兹成像
        2.5.1 太赫兹透射成像
        2.5.2 太赫兹反射成像
        2.5.3 线性阵列探测器
    2.6 本章小结
第3章 石墨烯-砷化镓异质结构光电探测器
    3.1 引言
    3.2 器件结构与制备工艺
    3.3 测试结果及分析
        3.3.1 基础性能测试
        3.3.2 微波性能测试
        3.3.3 太赫兹测试
        3.3.4 探测机理讨论
    3.4 本章小结
第4章 砷化镓基HEMT异质结太赫兹探测器
    4.1 引言
    4.2 器件的介绍及制备工艺
        4.2.1 器件结构
        4.2.2 制备工艺
    4.3 测试结果及分析
        4.3.1 HEMT基本电学性能测试
        4.3.2 HEMT光响应测试
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Room-temperature terahertz detection based on CVD graphene transistor[J]. 杨昕昕,孙建东,秦华,吕利,苏丽娜,闫博,李欣幸,张志鹏,方靖岳.  Chinese Physics B. 2015(04)



本文编号：3706138