[发明专利]用于光频整流器的方法和设备

权利要求书

1.一种用于接收入射辐射并将所述入射辐射转换为直流电流的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)选择具有终止末端的天线的适当实施方式，所述末端具有锐利边缘，并且所述天线能够接收所述入射辐射；

(b)确定所述入射辐射的辐射频谱；

(c)对应于所述辐射频谱是窄还是宽，建立一组用于所述末端的几何和材料参数；

(d)确定缝隙距离，所述缝隙距离足够小以对所述频谱中的最高频率进行响应；

(e)沿所述天线的长度感应一组交流电流；

(f)计算所述感应的交流电压是否足够大以用于场发射；

(g)基于所述末端的几何非对称性发起正向偏置和反向偏置；以及

(h)将正的净直流电流传送到外部电路。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述天线是贴片天线。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述天线是触须型天线。

4.一种用于接收入射辐射并将所述入射辐射转换为直流电流的设备，所述设备进一步包括：

(a)衬底；

(b)第一涂层，所述第一涂层层积在所述衬底上，并且从所述衬底的近端边缘沿所述衬底的长度延伸到中途；

(c)第一电极，所述第一电极层积在所述第一涂层上，并且从所述涂层的近端边缘沿所述涂层的长度延伸到中途；

(d)金属天线，所述金属天线层积在所述第一涂层上，并且从所述电极的远端边缘沿所述第一涂层延伸，并延伸超过所述第一涂层的远端边缘；

(e)等离激元层，所述等离激元层层积在所述金属天线上，并且从所述电极的远端边缘沿所述金属天线延伸，并延伸超过所述金属天线的远端边缘，并且在所述远端端部处向下延伸以便覆盖所述金属天线；以及

(f)缝隙，所述缝隙由所述等离激元层的终止端部和所述涂层的终止端部形成，所述缝隙使第二电极与第二涂层偏移，其中，所述第二电极层积在所述第二涂层上，并且所述第二涂层层积在所述衬底上。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述衬底是硅。

6.根据权利要求4所述的设备，其中，所述第一涂层是二氧化硅。

7.根据权利要求4所述的设备，其中，所述第二涂层是二氧化硅。

8.根据权利要求4所述的设备，其中，所述金属天线还包括至少一个点接触二极管，所述至少一个点接触二极管进一步包括：

(a)导体；

(b)纳米线，所述纳米线提供了接收天线功能和整流功能，所述纳米线进一步包括：

(i)锐利边缘，所述纳米线呈锥形并且在所述锐利边缘处最窄；

(ii)薄绝缘层，位于透明导体与所述纳米线之间；以及

(iii)点接触结，所述锐利边缘与所述薄绝缘层在所述点接触结处相接触。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述锐利边缘是点。

10.根据权利要求8所述的设备，其中，所述锐利边缘是线。

11.根据权利要求8所述的设备，其中，所述锐利边缘是环形。

12.根据权利要求8所述的设备，其中，所述点接触结进一步包括大约50nm²至200nm²数量级的小的接触区域。

13.根据权利要求4所述的设备，其中，所述纳米线由具有高辐射吸收的金属制成。

14.根据权利要求4所述的设备，其中，所述纳米线由具有低辐射反射率的金属制成。

15.根据权利要求4所述的设备，其中，所述纳米线由具有高导电率的金属制成。

16.根据权利要求4所述的设备，其中，所述纳米线由具有低电阻率的金属制成。

17.根据权利要求4所述的设备，其中，所述金属从包括以下材料的组中选择：

(a)钨；

(b)钼；

(c)镍；

(d)金；

(e)银；以及

(f)铜。

18.根据权利要求4所述的设备，其中，所述纳米线的长度为所述入射辐射的波长的大约1/4。