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太赫兹(THz)技术是近年来的一个研究热点,可广泛应用于工业、军事以及生物等领域。THz探测器是THz技术应用的关键器件之一。利用深亚微米场效应管中等离子波的激发有可能制造出新的固态THz探测器。本学位论文主要研究了基于高电子迁移率晶体场效应管(HEMT)结构的THz探测器的探测特性。论文的研究结果对于设计基于HEMT结构的THz探测器具有指导意义。本论文的主要研究内容和结果包括:
1.理论研究了HEMT沟道中的等离子振荡的频率特性,计算了磁场对这一特性的影响。结果表明,HEMT沟道中等离子波振荡能够引起沟道内电荷的周期变化,并且这一电荷的变化可以通过外加磁场对其进行调谐。
2.理论研究了HEMT对THz波的探测特性,计算了THz场作用下HEMT的导纳和探测响应率与入射THz波频率的关系。结果表明,随着栅下沟道长度的增大,导纳和响应率的峰出现红移,同时高度有所下降;随着栅电压的增大,导纳和响应率的峰出现蓝移,并且高度有所上升。这些结果对THz等离子探测器的设计有重要的指导作用。
3.理论研究了磁场对HEMT结构THz探测器特性的影响。计算了HEMT响应率与入射THz波频率的关系。结果表明,随着外加磁场强度的增加,HEMT沟道内的等离子振荡增强,HEMT的响应率峰值发生蓝移。因此通过改变磁场能够对HEMT的响应率实现有效调谐。