[发明专利]一种量子阱太赫兹探测器

权利要求书

1.一种量子阱太赫兹探测器，包括多量子阱半导体芯片(13)和超导磁体系统；所述多量子阱芯片(13)为在半绝缘的GaAs衬底(1)上依次排列生长的Si掺杂GaAs下电极层(2)、AlGaAs势垒层和GaAs势阱层组成的多量子阱层(3)、AlGaAs势垒层(4)、Si掺杂GaAs上电极层(5)组成；所述超导磁体系统包括计算机(6)、电流控制箱(7)、外壳(8)、内胆(9)、液氦池(10)和超导线圈(11)；计算机(6)与电流控制箱(7)和多量子阱半导体芯片(13)电连接；电流控制箱(7)与超导线圈(11)电连接；外壳(8)和内胆(9)之间的夹层为液氦池(10)，液氦池(10)内注有液氦；超导线圈(11)置在液氦池(10)内；内胆(9)内为变温室(12)，多量子阱半导体芯片(13)位于变温室(12)底部；被探测的THz波通过变温室(12)中的波导管(14)入射到多量子阱芯片(13)上；其特征在于：所述多量子阱层(3)的AlGaAs势垒层与GaAs势阱层的导带边高度差导致的多量子阱层(3)中的电子的基态子带能级e0与激发态子带能级e1的能量差值对应THz波段且在有限大小的磁场作用下，e0能级能升高达到与1s能级相同的高度。

2.根据权利要求1所述的一种量子阱太赫兹探测器，其特征在于：所述超导磁体系统通过调节超导线圈(11)中电流的大小，可实现在0-12T范围内磁场的连续变化。

3.根据权利要求1所述的一种量子阱太赫兹探测器，其特征在于：当所述超导磁体系统产生的外加磁场强度达到或超过临界值时，所述GaAs势阱层中的电子向AlGaAs势垒层中施主能级的转移，并通过在施主能级间的跃迁来响应入射THz波。

4.根据权利要求1所述的一种量子阱太赫兹探测器，其特征在于：当所述超导磁体系统产生的外加磁场强度超过临界值时，所述量子阱太赫兹探测器的探测频率与磁场强度成线性比例关系。

5.根据权利要求3或4所述的一种量子阱太赫兹探测器，其特征在于：所述超导磁体系统产生的外加磁场的临界值的大小由AlGaAs势垒层中基态施主能级与GaAs势阱层中基态子带能级间的差值决定。