[发明专利]基于周期排化DS效应的太赫兹源

说明书

本发明公开了一种基于周期排化DS效应的太赫兹源，源极和漏极均为由N个金属电极构成的周期光栅结构，且各自的N个金属电极分别通过一个金属电极板与异质结进行欧姆接触，源极的金属电极和漏极的金属电极交叉排列，栅极包括2N‑1个与异质结作肖特基接触的金属电极，每个栅极金属电极分别位于源极的金属电极和漏极的金属电极交叉排列形成的每个间隙中，从而得到了源极、栅极、漏极三者交替周期排列形成的光栅结构。本发明采用源极、栅极、漏极三者交替周期排列形成的光栅结构，增加短沟道效应单元的数量，同时保证每个单元的DS效应辐射效果，从而提升太赫兹波辐射的功率。

技术领域

本发明属于太赫兹源技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于周期排化DS效应的太赫兹源。

背景技术

太赫兹波是电磁波当中的一个频段，与微波及红外波皆有重合部分，并且他们彼此之间共享某些特性，其频段处于0.1-10THz(1THz＝1012Hz)，其产生和处理技术处于起步阶段，是全世界科学家竞相研究的课题。太赫兹波不仅是宏观经典理论之于微观量子理论的桥梁，也是电子学之于光子学的桥梁，是充满希望的波段。正因如此，也成为了世界科学家口中的“Terahertz Gap(太赫兹空隙)”。太赫兹波可应用在多种领域，如太赫兹成像技术、太赫兹通信技术等，而应用太赫兹波的前提是有产生太赫兹波的波源。

图1是现有的太赫兹源结构图。如图1所示，现有的太赫兹源有两种典型结构，图1(a)为单栅极、源漏采用周期光栅的异质结结构，此种结构实际上是单栅结构，所以辐射功率有限。图1(b)为栅极是光栅结构、源漏极为单极异质结结构，图1(c)为栅极是交叉型、源漏极为非光栅的异质结结构，在这两种结构中，虽然栅极是周期化，但是源漏极位于所有栅极的两端，因此每一个栅极不严格满足DS效应的边界条件要求，即每一个栅极两端都是非对称的边界条件，因此，辐射功率都不大。

综上，现有的太赫兹源多数功率较小，只能达到数十μW，导致应用范围有限。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于周期排化DS(Dyakonov-Shur)效应的太赫兹源，采用源极、栅极、漏极三者交替周期排列形成的光栅结构，增加短沟道效应单元的数量，同时保证每个单元的DS效应辐射效果，从而提升太赫兹波辐射的功率。

为实现上述发明目的，本发明基于周期排化DS效应的太赫兹源包括源极、漏极、栅极和异质结，源极和漏极均为由N个金属电极构成的周期光栅结构，且各自的N个金属电极分别通过一个金属电极板与异质结进行欧姆接触，源极的金属电极和漏极的金属电极交叉排列，栅极包括2N-1个与异质结作肖特基接触的金属电极，每个栅极金属电极分别位于源极的金属电极和漏极的金属电极交叉排列形成的每个间隙中。

进一步地，所述栅极的2N-1个金属电极平行排列为周期结构，整个太赫兹源为耗尽型晶体管。

进一步地，所述栅极的2N-1个金属电极由附加金属电极连接形成S型结构，S型结构的两端连接栅压，整个太赫兹源为增强型晶体管。

进一步地，所述栅极中单个金属电极的栅长为100nm-300nm。

本发明基于周期排化DS效应的太赫兹源，源极和漏极均为由N个金属电极构成的周期光栅结构，且各自的N个金属电极分别通过一个金属电极板与异质结进行欧姆接触，源极的金属电极和漏极的金属电极交叉排列，栅极包括2N-1个与异质结作肖特基接触的金属电极，每个栅极金属电极分别位于源极的金属电极和漏极的金属电极交叉排列形成的每个间隙中，从而得到了源极、栅极、漏极三者交替周期排列形成的光栅结构。

本发明实现了单元结构周期化，使得短沟道效应单元的数量增加，并且严格保证了单个栅极的邻近位置总有一个源极和漏极，进而保证了每个单元结构中二维电子气两端的非对称边界，从而大大提升辐射功率。

附图说明

图1是现有的太赫兹源结构图；