基于石墨烯的天线增强太赫兹探测器及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113764858A(43)申请公布日2021.12.07(21)申请号202110997126.0H01Q21/00(2006.01)(22)申请日2021.08.27H01Q21/20(2006.01)(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人徐友龙侯文强薛旭姚向华(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人范巍(51)Int.Cl.H01Q1/22(2006.01)H01L29/778(2006.01)H01Q1/36(2006.01)H01Q1/38(2006.01)H01Q1/50(2006.01)H01Q11/10(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称基于石墨烯的天线增强太赫兹探测器及其制备方法(57)摘要本发明公开的一种基于石墨烯的天线增强太赫兹探测器及其制备方法，包括对数周期天线和贴片天线；所述对数周期天线包括两个旋转对称且相互连接的天线本体，两个天线本体分别与场效应晶体管的源极和漏极连接，对数周期天线的馈电点与栅极连接，贴片天线与对数周期天线的中心馈电点相连接，贴片天线通过侧馈的方式对周期天线施加激励。利用对数周期天线充当晶体管探测器的源漏天线，在栅极处再加一个对应探测频率的矩形贴片天线。两个天线协同作用，将目标频段的太赫兹信号引入沟道内，增强探测性能。并且对数周期天线可以多频段工作，可以拓宽探测器的探测频谱。CN113764858ACN113764858A权利要求书1/1页1.一种基于石墨烯的天线增强太赫兹探测器，其特征在于，包括对数周期天线和贴片天线；所述对数周期天线包括两个旋转对称且相互连接的天线本体，两个天线本体分别与场效应晶体管的源极和漏极连接，对数周期天线的馈电点与栅极连接，贴片天线与对数周期天线的中心馈电点相连接，贴片天线通过侧馈的方式对周期天线施加激励。2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的天线增强太赫兹探测器，其特征在于，所述天线本体包括扇形的中心馈体，中心馈体的两侧分别设置有多个天线阵子，多个天线阵子沿中心馈体的边缘呈扇形间隔排布，并且两侧的天线振子沿径向错位设置，其中一侧的天线振子的内边缘弧长等于另一侧沿径向相邻的天线振子的外边缘弧长。3.根据权利要求2所述的一种基于石墨烯的天线增强太赫兹探测器，其特征在于，所述中心馈体的张角β为30‑60°；天线振子的张角α为30‑60°。4.根据权利要求2所述的一种基于石墨烯的天线增强太赫兹探测器，其特征在于，所述中心馈体每侧天线振子的数量为3‑6个。5.根据权利要求2所述的一种基于石墨烯的天线增强太赫兹探测器，其特征在于，所述对数周期天线中的比例因子τ的确定方法如下：其中，Rn为第n个天线振子外圆的半径；rn为第n个天线振子内圆的半径。6.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的天线增强太赫兹探测器，其特征在于，所述栅极通过测试电极与中心馈电点连接。7.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的天线增强太赫兹探测器，其特征在于，介质基板上设置有二维材料沟道，源级和漏极分别设置在沟道的两端，源级和漏极与沟道欧姆接触，介质基板上沉积栅介质层，栅极设置在栅介质层上。8.根据权利要求7所述的一种基于石墨烯的天线增强太赫兹探测器，其特征在于，所述二维材料为石墨烯、黑磷、二硫化钼或二硒化钼。9.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的天线增强太赫兹探测器，其特征在于，所述场效应晶体管为顶栅结构。10.一种权利要求1‑8任一项所述的一种基于石墨烯的天线增强太赫兹探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将二维材料转移到介质基底上；步骤2、定义沟道后，除去沟道以外的二维材料形成沟道；步骤3、在沟道两端压装置源电极和漏电极并形成欧姆接触；步骤4、在介质基板上沉积形成栅介质层，并在栅介质层上形成栅极，得到场效应晶体管；步骤5、在介质基板上形成对数周期天线和贴片天线；步骤6、将步骤5得到的介质基板进行分割，得到带有介质基板的场效应晶体管、对数周期天线和贴片天线，然后进行组装得到基于石墨烯的天线增强太赫兹探测器。2CN113764858A说明书1/5页基于石墨烯的天线增强太赫兹探测器及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及太赫兹探测技术领域，具体涉及一种基于石墨烯的天线增强太赫兹探测器及其制备方法。背景技术[0002]太赫兹波是处于0.1‑10Thz的一段电磁波，位于微波波段和红外波段之间。近些年来，随着对太赫兹波研究的不断深入，发现其有众多独特的性质，在太赫兹生物、医学研究、爆炸物检测、6G通讯、安防检测以及零部件等无损检测领域都有着非常广阔的前景。为了发展太赫兹波技术，太赫兹源与太赫兹探测器是两个至关重要