[发明专利]一种量子阱太赫兹探测器

摘要

本发明公开了一种量子阱太赫兹探测器，该探测器由多量子阱芯片和超导磁体系统组成。通过施加外加磁场，对多量子阱芯片势垒层中施主能级与势阱层中子带能级间相互作用进行有效调控，导致电子从势阱层中基态子带能级向势垒层中施主能级转移，并利用势垒层中施主能级间的电子跃迁来探测入射THz辐射。本发明在外加磁场增加到临界磁场Bc以后，由于利用了施主能级间的电子跃迁来进行THz探测，本发明的量子阱太赫兹探测器不需要光栅耦合或45度磨角耦合，能在正入射条件下吸收响应THz辐射，克服了传统量子阱结构探测器原理上导致的缺点，大幅度提高了响应度。

主权项

一种量子阱太赫兹探测器，包括多量子阱半导体芯片(13)和超导磁体系统；所述多量子阱芯片(13)为在半绝缘的GaAs衬底(1)上依次排列生长的Si掺杂GaAs下电极层(2)、AlGaAs势垒层和GaAs势阱层组成的多量子阱层(3)、AlGaAs势垒层(4)、Si掺杂GaAs上电极层(5)组成；所述超导磁体系统包括计算机(6)、电流控制箱(7)、外壳(8)、内胆(9)、液氦池(10)和超导线圈(11)；计算机(6)与电流控制箱(7)和多量子阱半导体芯片(13)电连接；电流控制箱(7)与超导线圈(11)电连接；外壳(8)和内胆(9)之间的夹层为液氦池(10)，液氦池(10)内注有液氦；超导线圈(11)置在液氦池(10)内；内胆(9)内为变温室(12)，多量子阱半导体芯片(13)位于变温室(12)底部；被探测的THz波通过变温室(12)中的波导管(14)入射到多量子阱芯片(13)上；其特征在于：所述多量子阱层(3)的AlGaAs势垒层与GaAs势阱层的导带边高度差导致的多量子阱层(3)中的电子的基态子带能级e0与激发态子带能级e1的能量差值对应THz波段且在有限大小的磁场作用下，e0能级能升高达到与1s能级相同的高度。