应用于太赫兹探测器的宽带减反结构设计

作     者：孙淑菲 靳琳 孙建东 秦华 

作者机构：上海科技大学物质科学与技术学院 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所中国科学院纳米器件与应用重点实验室 

出 版 物：《半导体光电》 (Semiconductor Optoelectronics)

年 卷 期：2024年

学科分类：0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主　　题：太赫兹波 太赫兹探测器 干涉相消 减反膜 

摘      要：在太赫兹波段,高阻硅和蓝宝石具有低吸收率、高电阻率和低光谱色散等优良特性,常被用作器件的衬底材料。然而,它们的折射率与空气存在较大差异,导致从空气入射的太赫兹波在界面发生大量反射,从而降低了波的透过率;同时还可能会引发法布里-珀罗谐振腔效应,进而限制了太赫兹探测器的工作带宽和灵敏度。为降低界面反射,文章提出一种太赫兹波段的三层减反射结构,借助Matlab中传输矩阵法和电磁场仿真中有限元法进行仿真,筛选出Mylar/Al2O3/AlN的材料组合。仿真结果表明,在340GHz的入射波照射下,该结构在275～405GHz范围内反射率均低于-20d B,将其应用于太赫兹探测器后,-3dB带宽提升至50GHz以上,响应度提高了3.2倍。该结构制备简单、成本低廉,为太赫兹波段的宽带减反提供了一种经济且有效的解决方案。