半導體所低溫LT-GaAs材料成功應用于制備太赫茲天線(xiàn)

太赫茲(THz)波通常是指頻率在0.1～10THz（波長(cháng)介于微波與紅外波之間的0.03～3毫米范圍）的電磁波。太赫茲成像和波譜技術(shù)將是太赫 茲應用的主要技術(shù)。太赫茲具有高頻和超短脈沖（皮秒量級）特性，使之具有很高的空間分辨率和時(shí)間分辨率。太赫茲能量很小，不會(huì )對物質(zhì)產(chǎn)生破壞作用，所以比 X射線(xiàn)技術(shù)更具優(yōu)勢。此外，許多生物大分子的振動(dòng)和轉動(dòng)共振頻率也處在太赫茲波段。因此，開(kāi)發(fā)太赫茲波技術(shù)將對寬帶通信、雷達探測、電子對抗、電磁武器、 天文學(xué)、無(wú)標記基因檢查、細胞成像、無(wú)損檢測、生化物檢查、糧食選種，菌種優(yōu)選等多領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展帶來(lái)深遠影響。

近年來(lái)，半導體所超晶格實(shí)驗室的新型半導體光電材料和量子器件課題組開(kāi)展了時(shí)域光譜太赫茲收發(fā)器件和材料研究，主要是半導體超短脈沖激光器和超短載 流子壽命低溫GaAs收發(fā)天線(xiàn)器件。經(jīng)過(guò)多年來(lái)的長(cháng)期積累，該課題組開(kāi)發(fā)成功超短壽命載流子、高阻（大于1E8 ohm.cm）低溫LT-GaAs材料。在此基礎上與中國工程物理研究院電子工程所合作研制出太赫茲LT-GaAs寬帶THz光導天線(xiàn)：采用頻率 75KHz、脈寬100fs激光器進(jìn)行激勵，得到譜寬0.1-2.7THz的THz波?；贚T-GaAs的太赫茲天線(xiàn)與普通半絕緣SI-GaAs材料相 比，在同樣激勵條件下太赫茲頻譜帶寬增加近兩倍。外延LT-GaAs具有的超短載流子壽命特性使之成為適于制作THz光導天線(xiàn)理想材料體系。

相比于目前已經(jīng)得到廣泛應用的紅外波器件技術(shù)，太赫茲波光電器件性能還有待全面優(yōu)化和提升。相信隨著(zhù)寬帶高穩定性脈沖太赫茲源的迅速發(fā)展，會(huì )有效地推動(dòng)太赫茲技術(shù)逐步走向應用。

LT-GaAs THz光導天線(xiàn)