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公开(公告)号：CN110400855B
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN201910618757.X
申请日：2019-07-10
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: H01L31/08 , H01L31/02 , H01L31/028 , H01L31/0224 , H01L31/18 , H01Q1/22
Abstract: 本发明公开了一种室温黑磷太赫兹探测器及其制备方法。器件结构自下而上依次为：第一层是本征硅衬底、第二层是氧化物层、第三层是黑磷以及搭在黑磷上的非对称的蝴蝶形天线和天线两侧的金属电极。器件制备步骤是将机械剥离的黑磷转移到衬底上，运用紫外光刻或者电子束曝光方法结合倾角蒸镀工艺制备非对称的蝴蝶形天线和金属电极，形成黑磷太赫兹探测器。当太赫兹光照射器件时，黑磷内载流子在赛贝克电动势驱动下单向运动，产生响应信号并实现室温快速的太赫兹的探测。该探测器具有高速、宽频、高响应、高集成度等特点，可以在室温下对新鲜的树叶进行无损伤主动成像，为实现室温太赫兹探测器大规模应用奠定基础。
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公开(公告)号：CN116207166B
公开(公告)日：2023-11-07
申请号：CN202310150843.9
申请日：2023-02-22
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: H01L31/0216 , H01L31/0224 , H01L31/112 , H01L31/18 , G02B5/30
Abstract: 本发明公开一种集成式可配置超高圆偏振消光比光电探测器及制备方法。该器件包括金属反射层、电介质层、电极层以及二维材料层；电极层包括对称设置的分别与源极和漏极集成的互为相反手性的Z型金属光学天线阵列；该器件工作在零偏压状态，光响应来自于源、漏电极与二维材料构成的肖特基结诱导的光伏效应、热电子注入、光热电效应等；通过移动入射光斑配置源、漏电极处两组光学天线阵列接收入射光的强度比，可以在任一特定旋向的旋光照射下，使源、漏极产生大小相等、方向相反的光电流，从而使净输出光电流为零，且噪声下降1到2个量级；而在另一旋向的旋光照射下，稳定输出光电流。本发明在一定的波长范围内都具有超高的圆偏振光分辨能力。
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公开(公告)号：CN107665930B
公开(公告)日：2023-05-05
申请号：CN201710760257.0
申请日：2017-08-30
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: H01L31/0352 , H01L31/0232 , H01L31/101
Abstract: 本发明公开了一种实现波长拓展功能的量子阱红外探测器及设计方法。其特征在于，器件结构自下而上依次为下电极、量子阱的激活层、中间介质层、金属反射层。优化方法是通过数值模拟和理论计算发现在介质超材料结构和金属反射镜之间加上一层介质层，可以在有效的增强入射光和量子阱相互作用的同时也能有效的降低金属的吸收，进而改善量子阱红外探测器的性能，另外通过结构的优化，可以实现本征探测波长在10微米的电磁波，在20微米甚至更远的波长也有很高的吸收，进而为实现红外探测器的波长拓展提供了新的依据。本发明对于改善器件的性能和优化器件设计都有着十分重要的意义。
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公开(公告)号：CN113279058B
公开(公告)日：2023-03-24
申请号：CN202110392272.0
申请日：2021-04-13
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
Abstract: 本发明公开了一种低对称性层状材料Te的可控制备方法。该方法利用简单廉价的化学气相沉积，可控的生长六边形、五边形、四边形等不同形貌的Te纳米片和Te纳米线。可控生长的过程是利用单温区的管式炉，SnTe2粉末作为反应源料，放置炉子炉子中间，衬底硅片放置于炉子的末端。使用机械泵抽取真空，气路中的压强达到0.5Pa，通入氮气，压强升到1000Pa。打开管式炉的电源开关，加热到650℃，反应30min，关闭电源。冷却室温后，在硅片上生长出Te纳米线和不同形貌Te纳米片，扫描电子显微镜和原子力显微镜表征Te纳米材料。本发明的优点在于低成本、高效率、准确可控地制备高质量、不同纳米形貌的低对称性层状材料Te。
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公开(公告)号：CN110931577B
公开(公告)日：2021-12-31
申请号：CN201911093633.0
申请日：2019-11-11
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: H01L31/0236 , H01L31/103
Abstract: 本发明公开了一种纵向渐变的等离子激元增强红外宽谱吸收的人工微结构。其关键在于陷光结构与等离子激元结合，先通过对碲镉汞样品进行微纳加工使表面形成周期性柱状结构，然后在微结构表面沉积金薄膜。由于棱柱的侧面存在梯度，造成沉积后棱柱斜面处的金薄膜横向和纵向厚度不同(横向厚度远小于纵向厚度)。周期性排列的人工微结构在时变电场下，棱柱表面的金薄层产生的等离子激元与邻近棱柱的等离子激元发生共振，产生一种横向传播的模式。本专利中设计的表面微结构比传统陷光结构的表面微结构具有更小的几何尺寸，能进一步减小由材料体积所导致的本征暗电流，同时保持高量子效率，提高器件性能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112331736A
公开(公告)日：2021-02-05
申请号：CN202011292424.1
申请日：2020-11-18
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: H01L31/101 , H01L31/0352 , H01L31/028 , H01L31/18
Abstract: 本发明公开了一种四叶草形天线的石墨烯光电探测器及制备方法。器件制备步骤是将化学气相沉积生长的石墨烯转移到有SiO2氧化层的Si衬底上，利用紫外光刻技术制作源、漏和顶栅电极，并利用氧刻、原子层沉积、湿法腐蚀等工艺，制备成具有四叶草形天线的石墨烯光电探测器。利用独特的四叶草形天线结构，增强光的吸收并产生非对称的耦合电场，从而显著增强了探测器的源漏定向电流，大幅提高了器件的信噪比和探测能力。四叶草形结构的石墨烯光电探测器在太赫兹及微波频段段均显示了超高的探测率。本发明的优点是探测率高，响应快，功耗低和便于集成化。
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公开(公告)号：CN112242455A
公开(公告)日：2021-01-19
申请号：CN202010965478.3
申请日：2020-09-15
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: H01L31/101 , H01L31/102 , H01L31/0352 , H01L31/0216
Abstract: 本发明公开了一种范德瓦尔斯非对称势垒结构的红外探测器及制备方法。所述探测器结构包括衬底、介质层、石墨烯层、二硫化钼层、黑磷层和金属源、漏电极。器件制备步骤是将机械剥离的石墨烯、二硫化钼和黑磷依次转移到具有介质层的衬底上，运用电子束曝光和热蒸发等工艺分别在黑磷和石墨烯上制作金属源、漏电极，形成了垂直结构的范德瓦尔斯单载流子红外光电探测器。利用二维材料丰富的能带结构和独特的物理特性，设计了多子阻挡的非对称势垒能带结构，可以对暗电流进行有效的抑制，进而实现了中波红外的室温黑体探测、偏振探测和红外成像。该探测器具有室温工作、多子阻挡、中波红外响应、灵敏度高、响应快及黑体探测等特点。
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公开(公告)号：CN108489923B
公开(公告)日：2020-08-07
申请号：CN201810089425.2
申请日：2018-01-30
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: G01N21/3504 , G01J5/00
Abstract: 本发明公开了一种双敏感元信号差分红外气体成像焦平面及成像方法，焦平面由像元列阵芯片以及读出电路芯片组成，其中像元阵列芯片上的每个像元由两个敏感元A和B组合构成。其中敏感元B的响应峰位设计在待探测气体吸收较强的指纹波长处，敏感元A的响应峰位调制得错开该波长。A、B两敏感元的信号输出端与差分电路相连，差分电路作为读出电路输入级的一部分向读出电路输出差分信号。该信号与被探测气体在探测光路上的浓度和量成比例，利用读出电路输出该差值信号即可对所探测气体成像。本发明的优点：一、可直接消除背景辐射的影响；二、与气体成像相关的有效信号比例极高；三、积分电容不易饱和，有效信号动态范围大；四、可消除背景辐射噪声。
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公开(公告)号：CN111293188A
公开(公告)日：2020-06-16
申请号：CN202010126506.2
申请日：2020-02-28
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: H01L31/101 , H01L31/0304 , H01L31/0352
Abstract: 本发明公开一种集成式高消光比红外圆偏振探测器及设计方法，其结构包括金属反射层，下电极层，量子阱层，上电极层，二维手性超材料层。在某一旋光入射下，超材料层与量子阱层界面形成表面等离激元，主要的电场方向与量子阱的吸收方向相重合，从而增强量子阱的吸收。而在另一旋光入射下，大部分光功率被反射，不能有效激发表面等离激元，量子阱的吸收非常低，从而实现了红外圆偏振高消光比的探测能力。
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公开(公告)号：CN111190245A
公开(公告)日：2020-05-22
申请号：CN202010126419.7
申请日：2020-02-28
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
Abstract: 本发明公开了一种实现外延材料深亚波长光子模式体积的平面漏斗微腔，其结构包括金属反射薄膜层、外延材料层、平面漏斗形天线层。在平面光入射下，两层金属表面的等离激元模式耦合在一起，形成等离激元波导模式，在上、下金属之间的外延材料层中传播，基于微腔共振模式以及金属尖端效应获得尖端之下的外延材料中形成深亚波长尺度的局域强光场。利用外延材料的去衬底技术能够实现外延材料与该平面漏斗形等离激元微腔的完美集成，通过刻蚀形成物理反射界面，使体系逼近临界耦合状态，能够大幅局域光子模式耦合效率。该微腔结构有助于实现深亚波长尺度的局域光子模式及局域强光场。
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