基于高电子迁移率晶体管的混频太赫兹探测机理研究开题报告

1. 研究目的与意义

1．课题研究的背景、目的和意义

①课题研究背景：thz波（太赫兹波）或称为thz射线（太赫兹射线）是从上个世纪80年代中后期，才被正式命名的，在此以前科学家们将统称为远红外射线。太赫兹波是指频率在0.1thz到10thz范围的电磁波，波长大概在3mm到30um范围，介于微波与红外之间；在有些场合特指0.3~3thz，还有时被赋予一种广义的定义，其频率范围可包含高达100thz的波，这包括整个中、远红外波段。实际上，早在一百年前，就有科学工作者涉及过这一波段。在1896年和1897年，rubens和nichols就涉及到这一波段，红外光谱到达9um（0.009mm）和20um（0.02mm），之后又有到达50um的记载。之后的近百年时间，远红外技术取得了许多成果，并且已经产业化。但是涉及太赫兹波段的研究结果和数据非常少，主要是受到有效太赫兹产生源和灵敏探测器的限制，因此这一波段也被称为thz间隙。随着80年代一系列新技术、新材料的发展，特别是超快技术的发展，使得获得宽带稳定的脉冲thz源成为一种准常规技术，thz技术得以迅速发展，并在国际范围内掀起一股thz研究热潮。由于目前太赫兹辐射源的功率普遍都较低，因此发展高灵敏度、高信噪比的太赫兹探测技术尤为重要。

②研究目的：目前主要的探测方式为等离子体共振探测和自混频探测方式，其中自混频探测可以在室温下进行，但是自混频探测中的太赫兹波跟2deg的相互耦合作用机理尚不明确，本课题旨在利用cstmicrowavestudio软件进行仿真研究，希望得到太赫兹波电场在2deg处的

2. 研究内容和预期目标

3、课题主要研究内容和预期目标

①研究内容：太赫兹探测技术是太赫兹科技中的一项关键技术，由于目前太赫兹辐射源的功率普遍都较低，因此发展高灵敏度、高信噪比的太赫兹探测技术尤为重要。

algan/gan高电子迁移率晶体管(hemts)，是以algan/gan异质结材料为基础而制造的gan基器件。与传统的mesfet器件相比，algan/ganhemts具有高跨导、高饱和电流以及高截止频率的优良特性。而algan/gan界面的二维电子气具有较高的迁移率，较高的电子浓度等特性，为发展室温的thz探测器提供了有力的保证。本学位论文以algan/gan高电子迁移率晶体管为基础，辅以高效率的太赫兹波天线和滤波器，来提高探测器的探测效率，在室温下制作

3. 研究的方法与步骤

3．课题采用的研究方法、步骤

①研究方法：基于太赫兹波的固态探测器的研究，已经成为thz技术中的热点之一，近十年来，有关太赫兹技术方面的研究成果层出不穷，器件类型新颖奇特。但是对基于algan/ganhemt的太赫兹波探测器的研究现状而言，国内基本上仍处于理论基础研究阶段，而室温太赫兹波探测器件的研发也刚刚起步，因而algan/ganhemt太赫兹波探测器作为thz技术的研究热点具有强大的生命力和巨大的发展空间。同时，基于algan/ganhemt的太赫兹波探测器的研究也存在一些不足和困难。

②研究步骤：

4. 参考文献

4、参考文献

[1]y.f.sun,j.d.sun,y.zhou,r.b.tan,c.h.zeng,w.xue,h.qin,b.s.zhang,andd.m.wu.roomtemperaturegan/alganselfmixingterahertzdetectorenhancedbyresonantantennas.appl.phys.lett.,98,252103,2011.

[2]y.f.sun,j.d.sun,x.y.zhang,h.qin,b.s.zhangandd.m.wu,enhancementofterahertzcouplingefficiencybyimprovedantennadesigningan/alganhemtdetectors,chinesephysicsb,21,10,2012.

5. 计划与进度安排