作為人類(lèi)尚未大規(guī)模使用的最后一段電磁頻譜資源,太赫茲（THz）波不僅在波與物質(zhì)相互作用等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域,還是在安檢成像、雷達(dá)、通信、天文、大氣觀測(cè)和生物醫(yī)學(xué)等技術(shù)領(lǐng)域,均有深刻的研究意義和廣泛的應(yīng)用前景。21世紀(jì)以來(lái),隨著半導(dǎo)體材料以及電子技術(shù)的飛速發(fā)展,太赫茲探測(cè)技術(shù)研究取得了重大的突破。但是目前由于靈敏度以及穩(wěn)定性等問(wèn)題,室溫檢測(cè)器技術(shù)尚未成熟,太赫茲探測(cè)器還沒(méi)有被廣泛應(yīng)用。高靈敏度以及高穩(wěn)定性的固態(tài)太赫茲?rùn)z測(cè)器技術(shù)是太赫茲探測(cè)器件研究的重要方向之一。本文主要進(jìn)行了基于1T-TaS₂、1T-TiTe₂以及GaAs/AlGaAs等二維半導(dǎo)體材料的高電子遷移率晶體管（HEMT）探測(cè)器制備。通過(guò)材料選擇,對(duì)器件結(jié)構(gòu)、尺寸等進(jìn)行優(yōu)化提升探測(cè)器性能。這類(lèi)探測(cè)器制備工藝比較簡(jiǎn)單,與硅基半導(dǎo)體兼容,成本較低,探測(cè)性能與目前同類(lèi)器件相比具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。研究為新型太赫茲探測(cè)器開(kāi)發(fā)注入了新的研究?jī)?nèi)容,提供了新的研究結(jié)果。論文具體內(nèi)容和結(jié)果主要包括以下幾個(gè)方面:1.對(duì)響應(yīng)材料的選擇是制備太赫茲器件的核心部分。我們基于典型的半金屬材料1T-TiTe_2<... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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電磁頻譜

上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論3圖1-2太赫茲波在安檢領(lǐng)域的應(yīng)用。1.3太赫茲的產(chǎn)生太赫茲源是太赫茲技術(shù)的關(guān)鍵所在，也一直是太赫茲研究領(lǐng)域的一個(gè)難點(diǎn)。關(guān)于太赫茲源的報(bào)道也是層出不窮[9-13]。正是缺少高功率的太赫茲源，一直限制著太赫茲技術(shù)的發(fā)展。目前大部分所使用的太赫茲源是從較低頻的微波源通過(guò)倍頻器放大至太赫茲波段，利用這種方法所產(chǎn)生的太赫茲輻射一般功率較低，嚴(yán)重限制了太赫茲技術(shù)的民用化以及商用化。因此，尋找高功率的太赫茲源也是太赫茲領(lǐng)域內(nèi)非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。圖1-3所示為現(xiàn)有各種太赫茲源的強(qiáng)度和頻率的關(guān)系，實(shí)線(xiàn)表示目前已經(jīng)開(kāi)始作為商用的太赫茲源，橢圓表示正在處于研究當(dāng)中的太赫茲源。主要包含以下三種，第一種是已經(jīng)發(fā)展了很長(zhǎng)時(shí)間并且較為成熟的太赫茲源，包括返波管、高頻量子級(jí)聯(lián)激光器、III-族半導(dǎo)體激光器等。第二種是近期開(kāi)發(fā)的太赫茲量子級(jí)聯(lián)激光器，目前仍在不斷的完善當(dāng)中。第三類(lèi)采用固態(tài)電子倍頻器，它們已經(jīng)在微波、毫米波段得到廣泛使用。從圖中可以看出，在太赫茲范圍(0.1-10THz)內(nèi)缺乏小型化、便攜式、成本低、功率較強(qiáng)的商業(yè)化太赫茲光源。除了自由電子激光器有較強(qiáng)的功率輸出外，其他太赫茲源的功率還相對(duì)較弱。自由電子激光器(FEL)是一種高功率，單色可調(diào)的相干太赫茲源，在通常情況下，它的功率通常能夠達(dá)到千瓦量級(jí)。當(dāng)電子被加速到光速后，經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的搖擺器使電子被減速，電子損失的能量就可以部分轉(zhuǎn)化成太赫茲波。它的頻率在0.1-10THz內(nèi)連續(xù)可調(diào)。但由于它結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)昂貴等缺陷，目前還沒(méi)有被廣泛使用，全世界僅有少數(shù)幾個(gè)單位擁有自由電子激光器，主要用途為科學(xué)研究的裝置。除自由電子激光器的功率在10-100W外，其他的太赫茲源功率都相對(duì)較弱，僅在毫瓦量級(jí)�；�

第一章緒論上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文4是，這樣的輻射源造價(jià)昂貴，運(yùn)行成本高，使用機(jī)時(shí)緊張，很難滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用的需求。而基于飛秒激光器抽運(yùn)的桌面式小型化強(qiáng)太赫茲輻射源較易實(shí)現(xiàn)并且成本相對(duì)較低�；陔p色場(chǎng)抽運(yùn)空氣等離子體產(chǎn)生的太赫茲輻射脈沖源是較早實(shí)現(xiàn)的一種強(qiáng)太赫茲源，波長(zhǎng)為800nm的基頻光經(jīng)偏硼酸鋇(BBO)晶體倍頻后，基頻光與倍頻光在空氣中共同作用并離化氣體分子，從而產(chǎn)生太赫茲輻射脈沖。圖1-3各種太赫茲源的強(qiáng)度和頻率的關(guān)系[14]。通過(guò)光學(xué)整流來(lái)產(chǎn)生太赫茲輻射脈沖也是一種非常傳統(tǒng)的產(chǎn)生太赫茲輻射脈沖的方式。第一種是利用飛秒激光振蕩器抽運(yùn)ZnTe或GaP等晶體以產(chǎn)生太赫茲輻射，再通過(guò)電光取樣的方式獲得太赫茲輻射脈沖。第二種是利用有機(jī)晶體產(chǎn)生強(qiáng)太赫茲輻射脈沖源。第三種是基于鈮酸鋰晶體的傾斜波前技術(shù)。這三種基于光學(xué)整流技術(shù)都可以產(chǎn)生較強(qiáng)的太赫茲輻射。目前，基于光學(xué)整流產(chǎn)生的高太赫茲輻射的方法中，傾斜波前技術(shù)由于其高效率、穩(wěn)定性好而成為使用最為廣泛的產(chǎn)生高功率太赫茲輻射源的手段之一。1.4太赫茲的探測(cè)方法及原理1.4.1太赫茲波的光學(xué)探測(cè)光學(xué)檢測(cè)方法是過(guò)去幾十年來(lái)研究最多的探測(cè)方法，太赫茲光學(xué)探測(cè)方法是


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