本發(fā)明涉及一種傳感器，具體涉及一種石墨烯帶太赫茲傳感器。

背景技術(shù)：

太赫茲(terahertz，thz)是波動(dòng)頻率單位之一，又稱為太赫，或太拉赫茲，太赫茲是一種新的、有很多獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)的輻射源；太赫茲技術(shù)是一個(gè)非常重要的交叉前沿領(lǐng)域，給技術(shù)創(chuàng)新、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家安全提供了一個(gè)非常誘人的機(jī)遇。早期太赫茲在不同的領(lǐng)域有不同的名稱，在光學(xué)領(lǐng)域被稱為遠(yuǎn)紅外，而在電子學(xué)領(lǐng)域，則稱其為亞毫米波、超微波等。在20世紀(jì)80年代中期之前，太赫茲波段兩側(cè)的紅外和微波技術(shù)發(fā)展相對(duì)比較成熟，但是人們對(duì)太赫茲波段的認(rèn)識(shí)仍然非常有限，形成了所謂的“thzgap”。

2004年，美國(guó)政府將thz科技評(píng)為“改變未來(lái)世界的十大技術(shù)”之一，而日本于2005年1月8日更是將thz技術(shù)列為“國(guó)家支柱十大重點(diǎn)戰(zhàn)略目標(biāo)”之首，舉全國(guó)之力進(jìn)行研發(fā)。我國(guó)政府在2005年11月專門召開(kāi)了“香山科技會(huì)議”，邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)多位在thz研究領(lǐng)域有影響的院士專門討論我國(guó)thz事業(yè)的發(fā)展方向，并制定了我國(guó)thz技術(shù)的發(fā)展規(guī)劃。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有多家研究機(jī)構(gòu)開(kāi)展太赫茲領(lǐng)域的相關(guān)研究，其中首都師范大學(xué)，是入手較早，投入較大的一家，并且在毒品和炸藥太赫茲光譜、成像和識(shí)別方面，利用太赫茲對(duì)非極性航天材料內(nèi)部缺陷進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)方面做出了許多開(kāi)拓性的工作，同時(shí)由于太赫茲射線在安全檢查方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，首都師范大學(xué)太赫茲實(shí)驗(yàn)室正集中力量研發(fā)能夠用于實(shí)景測(cè)試的安檢原型設(shè)備。另外，美國(guó)、歐洲、亞洲、澳大利亞等許多國(guó)家和地區(qū)政府、機(jī)構(gòu)、企業(yè)、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)紛紛投入到thz的研發(fā)熱潮之中。

作為人類尚未大規(guī)模使用的一段電磁頻譜資源，太赫茲波有著極為豐富的電磁波與物質(zhì)間的相互作用效應(yīng)，不僅在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，而且在安檢成像、雷達(dá)、通信、天文、大氣觀測(cè)和生物醫(yī)學(xué)等諸多技術(shù)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。目前，室溫微型的固態(tài)太赫茲光源和檢測(cè)器技術(shù)尚未成熟，眾多太赫茲發(fā)射-探測(cè)應(yīng)用還處于原理演示和研究階段。室溫、高速、高靈敏度的固態(tài)太赫茲探測(cè)器技術(shù)是太赫茲核心器件研究的重要方向之一，該項(xiàng)技術(shù)可進(jìn)一步發(fā)展成大規(guī)模的太赫茲焦平面成像陣列和超高靈敏度的外差式太赫茲接收機(jī)技術(shù)，為發(fā)展我國(guó)的太赫茲成像、通信等應(yīng)用技術(shù)提供核心器件與部件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種新型結(jié)構(gòu)的基于石墨烯帶太赫茲傳感器，它能夠利用石墨烯帶的獨(dú)特電學(xué)特性實(shí)現(xiàn)對(duì)太赫茲的有效探測(cè)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種石墨烯帶太赫茲傳感器，其特征在于，包含：

硅基板，所述硅基板表面形成橫向平行凹槽，所述凹槽的各個(gè)面上通過(guò)表面氧化形成一層氧化物層，在所述氧化物層的表面上形成金屬層；

去除所述凹槽兩端的金屬層；

將石墨烯層轉(zhuǎn)移到在硅基板表面上，通過(guò)金屬輔助氧化將緊挨凹槽上表面的石墨烯氧化去除，形成石墨烯帶；

在石墨烯層所在的去除了金屬層的凹槽兩端形成源極和漏極；

在硅基板的背面形成銀層；

所述橫向平行凹槽的上表面寬度與底表面寬度相同，所述橫向平行凹槽的長(zhǎng)度為寬度的6倍以上，所述石墨烯帶的縱橫比大于6。

進(jìn)一步地，所述氧化層的厚度為表面凹槽深度的1/4-1/8。

進(jìn)一步地，所述金屬層的金屬為金、銀或銅。

進(jìn)一步地，在硅基板的背面也形成周期性凹槽，用銀填充硅基板背面的凹槽，并且填充完成后用同樣的材料形成一層銀層。

進(jìn)一步地，形成石墨烯帶后還通過(guò)離子刻蝕方法去除所述橫向平行凹槽和源漏極區(qū)域之外的石墨烯層。

進(jìn)一步地，所述橫向平行凹槽的周期數(shù)大于5。

進(jìn)一步地，所述石墨烯層轉(zhuǎn)移后完全覆蓋所述橫向平行凹槽。

進(jìn)一步地，所述源漏極形成位置緊靠所述橫向平行凹槽的兩端。

本發(fā)明的有益效果在于：

本技術(shù)：
提供了一種石墨烯帶太赫茲傳感器，包括源漏極之間連接的石墨烯帶，通過(guò)在硅基板上形成凹槽和凹槽上的金屬層，將石墨烯層通過(guò)金屬輔助氧化方法去除與金屬層接觸的部分，形成石墨烯帶，利用石墨烯帶特有的電學(xué)性能對(duì)太赫茲進(jìn)行探測(cè)，實(shí)現(xiàn)高效率的石墨烯帶太赫茲傳感器。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明石墨烯帶太赫茲傳感器的俯視示意圖；

圖2為圖1中石墨烯帶太赫茲傳感器a-a截面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中石墨烯帶太赫茲傳感器b-b截面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

需要說(shuō)明的是，為了能夠清晰地體現(xiàn)具體結(jié)構(gòu)，雖然在附圖中各個(gè)層在圖中是分離的，但這僅僅是為了更直觀的表明各個(gè)層之間的關(guān)系，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠知曉本發(fā)明最終的狀態(tài)。

參見(jiàn)圖1、圖2和圖3，本發(fā)明提供一種石墨烯帶太赫茲傳感器，包含：

硅基板1，所述硅基板1表面形成橫向平行凹槽2，所述凹槽2的各個(gè)面上通過(guò)表面氧化形成一層氧化物層，在所述氧化物層的表面上形成金屬層；

去除所述凹槽2兩端的金屬層；

將石墨烯層轉(zhuǎn)移到在硅基板1表面上，通過(guò)金屬輔助氧化將緊挨凹槽2上表面的石墨烯氧化去除，形成石墨烯帶3；

在石墨烯層所在的去除了金屬層的凹槽2兩端形成源極4和漏極5；

在硅基板1的背面形成銀層6；

所述橫向平行凹槽2的上表面寬度與底表面寬度相同，所述橫向平行凹槽2的長(zhǎng)度為寬度的6倍以上，所述石墨烯帶3的縱橫比大于6。

進(jìn)一步地，所述氧化層的厚度為表面凹槽2深度的1/4-1/8。

進(jìn)一步地，所述金屬層的金屬為金、銀或銅。

進(jìn)一步地，在硅基板1的背面也形成周期性凹槽2，用銀填充硅基板1背面的凹槽2，并且填充完成后用同樣的材料形成一層銀層6。

進(jìn)一步地，形成石墨烯帶3后還通過(guò)離子刻蝕方法去除所述橫向平行凹槽2和源漏極5區(qū)域之外的石墨烯層。

進(jìn)一步地，所述橫向平行凹槽2的周期數(shù)大于5。

進(jìn)一步地，所述石墨烯層轉(zhuǎn)移后完全覆蓋所述橫向平行凹槽2。

進(jìn)一步地，所述源漏極5形成位置緊靠所述橫向平行凹槽2的兩端。

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N石墨烯帶太赫茲傳感器，包括源漏極之間連接的石墨烯帶，通過(guò)在硅基板上形成凹槽和凹槽上的金屬層，將石墨烯層通過(guò)金屬輔助氧化方法去除與金屬層接觸的部分，形成石墨烯帶，利用石墨烯帶特有的電學(xué)性能對(duì)太赫茲進(jìn)行探測(cè)，實(shí)現(xiàn)高效率的石墨烯帶太赫茲傳感器。

附圖中描述位置關(guān)系的用于僅用于示例性說(shuō)明，不能理解為對(duì)本專利的限制，顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N石墨烯帶太赫茲傳感器，包括源漏極之間連接的石墨烯帶，通過(guò)在硅基板上形成凹槽和凹槽上的金屬層，將石墨烯層通過(guò)金屬輔助氧化方法去除與金屬層接觸的部分，形成石墨烯帶，利用石墨烯帶特有的電學(xué)性能對(duì)太赫茲進(jìn)行探測(cè)，實(shí)現(xiàn)高效率的石墨烯帶太赫茲傳感器。

技術(shù)研發(fā)人員：黃曉敏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：黃曉敏
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.26
技術(shù)公布日：2017.07.18