1 南昌大学物理与材料学院，江西 南昌 330031
2 南昌大学空间科学与技术研究院，江西 南昌 330031
太赫兹在高速通信、生物医学、无损检测、空间探测和安全防护等众多领域有广阔的应用前景，然而高灵敏室温太赫兹探测器是其亟待解决的难题之一。新兴拓扑材料特殊的光电子学性质为太赫兹探测开辟了新路径。基于第一性原理计算第II类狄拉克半金属NiTe2的能带结构及拓扑表面态，采用机械剥离法得到NiTe2纳米片，通过集成电路工艺制备金属-NiTe2-金属场效应晶体管，并测量其太赫兹光电流响应。结果表明，室温下NiTe2响应度可达2.44 A/W，噪声等效功率约为14.96 pW/Hz1/2，在零偏压自驱动下，响应度仍有2.25 A/W，噪声等效功率下降到9.55 pW/Hz1/2，可与同类探测器媲美，且具有较大的线性度范围，在空气中也具有良好的稳定性。该器件良好的性能对进一步促进室温太赫兹探测器实际应用及集成具有重要意义。
太赫兹 拓扑半金属 探测器 自驱动 场效应晶体管 激光与光电子学进展
2023, 60(18): 1811023
1 南昌大学材料科学与工程学院，江西 南昌 330031
2 南昌大学物理系，江西 南昌 330031
3 南昌大学空间科学与技术研究院，江西 南昌 330031
通过第一性原理计算了第Ⅱ类狄拉克半金属二碲化铂（PtTe2）的能带结构及拓扑表面态，使用机械剥离法制备出层状PtTe2，通过微纳加工制成金属-PtTe2-金属场效应晶体管，并进行了基于第Ⅱ类狄拉克半金属PtTe2的场效应晶体管器件在太赫兹波段的光电流响应研究。该器件对太赫兹具有明显的光响应，响应度达到了3.85 A/W，等效噪声功率约为4.81 pW·Hz-1/2，其在低能尤其是太赫兹波段有着广泛的应用前景。
探测器 太赫兹 拓扑半金属 场效应晶体管 光学学报
2022, 42(15): 1504001
1 南昌大学材料科学与工程学院, 江西 南昌 330031
2 南昌大学物理系, 江西 南昌 330031
3 南昌大学空间科学与技术研究院, 江西 南昌 330031
4 中国科学院上海微系统与信息技术研究所太赫兹固态技术重点实验室, 上海 200050
提出了每个超晶胞由8个不同V-形天线组成的双周期超晶胞错位超表面结构,并从理论和实验上研究了其特性。计算表明,当横电光垂直入射时,会得到共偏振透射和交叉偏振异常折射。通过调节两个超晶胞周期单元的横向错开距离,可改变异常折射的相位差,调控其振幅。实验结果表明,当4.3 THz的光垂直入射到两个超晶胞周期单元横向错开距离为0,2,4,6个V-形单元的样品上时,异常折射光强分别为入射光强的3.6%,1.7%,0.7%,1.9%,与计算结果一致。
集成光学 太赫兹 超表面 异常折射 振幅调控
基于计算机仿真技术(CST)软件对二维金属光栅阵列在0.1~10 THz波段的偏振特性进行了数值分析,利用光刻和金属薄膜工艺在500 μm厚的高阻硅衬底上沉积了20 nm厚的不同结构周期的金属铜光栅阵列,利用傅里叶变换光谱仪测量了该光栅阵列的透射及反射特性。结果表明:在太赫兹宽谱范围内,该光栅阵列的透射和反射都具有良好的偏振特性,且偏振特性范围可通过调整结构周期进行调节;该研究对太赫兹偏振器的进一步研究及应用提供了参考。
集成光学 偏振特性 透射及反射特性 金属光栅阵列 太赫兹 宽谱
