[发明专利]一种太赫兹双通道调制器及制备方法

说明书

本发明公开了一种太赫兹双通道调制器及制备方法，外延层生长在衬底上，调制阵列设置在所述外延层上；调制阵列由M*N个阵元结构组成，且每行阵元结构的第一栅极馈线与第一肖特基电极连接，每行阵元结构的第二栅极馈线与第二肖特基电极连接，M2，N2；每行阵元结构的第一源漏馈线与第二源漏馈线均与所述欧姆电极连接；调制阵列用于通过不同频率的太赫兹波；第一肖特基电极与第二肖特基电极分别与欧姆电极通过直流电源串联；本发明的有益效果为改变超材料结构的谐振模式，进而实现对多个频段的太赫兹波的调控；实现多个频点的独立调制，调制深度高，且具有尺寸小，易集成等优点。

技术领域

本发明涉及微波传输技术领域，具体而言，涉及一种太赫兹双通道调制器及制备方法。

背景技术

太赫兹波是介于微波与红外之间的电磁波，其频率范围为0.1～10THz，独特的频段位置使其展现出很多与众不同的电磁特性，可广泛应用于生物医学、安全检查和无线通信等领域。近年来，太赫兹无线通信技术正朝着高速率和远距离的方向发展，但是由于缺乏高性能的关键器件，一定程度的限制了其的发展。太赫兹调制器就是其中关键器件之一，其性能的提升对太赫兹通信技术的发展有着至关重要的作用，因此太赫兹调制器成为了近年的研究热点。

自2004年开始，陆续有关于太赫兹外部调制器的文章在众多国际自然科学顶级期刊发表，其内容包括基于掺杂半导体基底、相变材料和石墨烯等与超材料相结合，利用外加温度、光照和电场等激励方式来实现对自由空间传播的太赫兹波的调控，因此可将调制器可以分为温控、光控和电控调制器。电控调制器具有易于集成的特点，在太赫兹通信领域有着重要应用。2006年H-T Chen等人提出了一种基于开口谐振环超材料结构的电控太赫兹调制器，金属超材料结构与砷化镓衬底接触形成一个肖特基二极管结构，在器件的欧姆接触和金属结构之间加载一定电压，可以实现对入射太赫兹波的调制。2011年，波士顿大学的研究团队提出了一种基于开口谐振环超材料结构和HEMT的复合型电控太赫兹调制器，通过外加电压改变HEMT沟道中的二维电子气浓度，改变超材料结构的谐振强度，进而实现对太赫兹波的调控。2015年，电子科技大学的研究团队提出了一种基于工字型超材料结构和HEMT复合超材料结构，其调制速率能够达到1GHz。2017年，Zhen Zhou等人提出了一款基于四开口谐振环超材料结构与HEMT相结合的太赫兹调制器，在4V的栅极电压驱动下，其调制深度可达80％，调制速率达2.7MHz。

虽然上述调制器具有较高的调制深度和调制速率，但是其仅只有一个工作通道，即只有一个独立的频段能够实现调制，但是无法实现在各个通信频段的信号进行独立的调制的过程，一个独立的频段调制影响其调制效率以及性能。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是对多种频段进行调制的时候，无法实现在通信技术中进行独立调制，目的在于提供一种太赫兹双通道调制器及制备方法，能够实现多个频点的独立调制，调制深度高。

本发明通过下述技术方案实现：

本发明提供了一种太赫兹双通道调制器，包括衬底、外延层以及调制阵列，所述外延层生长在所述衬底上，所述调制阵列设置在所述外延层上；

所述调制阵列由M*N个阵元结构组成，且每行阵元结构的第一栅极馈线与第一肖特基电极连接，每行阵元结构的第二栅极馈线与第二肖特基电极连接，M2，N2；

每行阵元结构的第一源漏馈线与第二源漏馈线均与所述欧姆电极连接；所述调制阵列用于通过不同频率的太赫兹波；

所述第一肖特基电极与所述第二肖特基电极分别与所述欧姆电极通过直流电源串联。

传统的调制器中，设置的调频通道只有一个，只能通过一个独立的频段实现调制，但是往往有多个频段通道的频率需要进行调制的时候，无法实现对多个进行有效调制的过程，本发明提供一种太赫兹双通道调制器，通过设置双掺杂异质结结构，能够实现多个频点的独立调制，且调制深度高，尺寸小，容易集成。