本發(fā)明涉及一種傳感器，具體涉及一種石墨烯帶太赫茲傳感器。

背景技術：

太赫茲(terahertz，thz)是波動頻率單位之一，又稱為太赫，或太拉赫茲，太赫茲是一種新的、有很多獨特優(yōu)點的輻射源；太赫茲技術是一個非常重要的交叉前沿領域，給技術創(chuàng)新、國民經(jīng)濟發(fā)展和國家安全提供了一個非常誘人的機遇。早期太赫茲在不同的領域有不同的名稱，在光學領域被稱為遠紅外，而在電子學領域，則稱其為亞毫米波、超微波等。在20世紀80年代中期之前，太赫茲波段兩側的紅外和微波技術發(fā)展相對比較成熟，但是人們對太赫茲波段的認識仍然非常有限，形成了所謂的“thzgap”。

2004年，美國政府將thz科技評為“改變未來世界的十大技術”之一，而日本于2005年1月8日更是將thz技術列為“國家支柱十大重點戰(zhàn)略目標”之首，舉全國之力進行研發(fā)。我國政府在2005年11月專門召開了“香山科技會議”，邀請國內(nèi)多位在thz研究領域有影響的院士專門討論我國thz事業(yè)的發(fā)展方向，并制定了我國thz技術的發(fā)展規(guī)劃。目前國內(nèi)已經(jīng)有多家研究機構開展太赫茲領域的相關研究，其中首都師范大學，是入手較早，投入較大的一家，并且在毒品和炸藥太赫茲光譜、成像和識別方面，利用太赫茲對非極性航天材料內(nèi)部缺陷進行無損檢測方面做出了許多開拓性的工作，同時由于太赫茲射線在安全檢查方面的獨特優(yōu)勢，首都師范大學太赫茲實驗室正集中力量研發(fā)能夠用于實景測試的安檢原型設備。另外，美國、歐洲、亞洲、澳大利亞等許多國家和地區(qū)政府、機構、企業(yè)、大學和研究機構紛紛投入到thz的研發(fā)熱潮之中。

作為人類尚未大規(guī)模使用的一段電磁頻譜資源，太赫茲波有著極為豐富的電磁波與物質間的相互作用效應，不僅在基礎研究領域，而且在安檢成像、雷達、通信、天文、大氣觀測和生物醫(yī)學等諸多技術領域有著廣闊的應用前景。目前，室溫微型的固態(tài)太赫茲光源和檢測器技術尚未成熟，眾多太赫茲發(fā)射-探測應用還處于原理演示和研究階段。室溫、高速、高靈敏度的固態(tài)太赫茲探測器技術是太赫茲核心器件研究的重要方向之一，該項技術可進一步發(fā)展成大規(guī)模的太赫茲焦平面成像陣列和超高靈敏度的外差式太赫茲接收機技術，為發(fā)展我國的太赫茲成像、通信等應用技術提供核心器件與部件。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種新型結構的基于石墨烯帶太赫茲傳感器，它能夠利用石墨烯帶的獨特電學特性實現(xiàn)對太赫茲的有效探測。

本發(fā)明所采用的技術方案是：一種石墨烯帶太赫茲傳感器，其特征在于，包含：

硅基板，所述硅基板表面形成橫向平行凹槽，所述凹槽的各個面上通過表面氧化形成一層氧化物層，在所述氧化物層的表面上形成金屬層；

去除所述凹槽兩端的金屬層；

將石墨烯層轉移到在硅基板表面上，通過金屬輔助氧化將緊挨凹槽上表面的石墨烯氧化去除，形成石墨烯帶；

在石墨烯層所在的去除了金屬層的凹槽兩端形成源極和漏極；

在硅基板的背面形成銀層；

所述橫向平行凹槽的上表面寬度與底表面寬度相同，所述橫向平行凹槽的長度為寬度的6倍以上，所述石墨烯帶的縱橫比大于6。

進一步地，所述氧化層的厚度為表面凹槽深度的1/4-1/8。

進一步地，所述金屬層的金屬為金、銀或銅。

進一步地，在硅基板的背面也形成周期性凹槽，用銀填充硅基板背面的凹槽，并且填充完成后用同樣的材料形成一層銀層。

進一步地，形成石墨烯帶后還通過離子刻蝕方法去除所述橫向平行凹槽和源漏極區(qū)域之外的石墨烯層。

進一步地，所述橫向平行凹槽的周期數(shù)大于5。

進一步地，所述石墨烯層轉移后完全覆蓋所述橫向平行凹槽。

進一步地，所述源漏極形成位置緊靠所述橫向平行凹槽的兩端。

本發(fā)明的有益效果在于：

本技術：
提供了一種石墨烯帶太赫茲傳感器，包括源漏極之間連接的石墨烯帶，通過在硅基板上形成凹槽和凹槽上的金屬層，將石墨烯層通過金屬輔助氧化方法去除與金屬層接觸的部分，形成石墨烯帶，利用石墨烯帶特有的電學性能對太赫茲進行探測，實現(xiàn)高效率的石墨烯帶太赫茲傳感器。

附圖說明

圖1為本發(fā)明石墨烯帶太赫茲傳感器的俯視示意圖；

圖2為圖1中石墨烯帶太赫茲傳感器a-a截面的結構示意圖；

圖3為圖1中石墨烯帶太赫茲傳感器b-b截面結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

需要說明的是，為了能夠清晰地體現(xiàn)具體結構，雖然在附圖中各個層在圖中是分離的，但這僅僅是為了更直觀的表明各個層之間的關系，本領域技術人員能夠知曉本發(fā)明最終的狀態(tài)。

參見圖1、圖2和圖3，本發(fā)明提供一種石墨烯帶太赫茲傳感器，包含：

硅基板1，所述硅基板1表面形成橫向平行凹槽2，所述凹槽2的各個面上通過表面氧化形成一層氧化物層，在所述氧化物層的表面上形成金屬層；

去除所述凹槽2兩端的金屬層；

將石墨烯層轉移到在硅基板1表面上，通過金屬輔助氧化將緊挨凹槽2上表面的石墨烯氧化去除，形成石墨烯帶3；

在石墨烯層所在的去除了金屬層的凹槽2兩端形成源極4和漏極5；

在硅基板1的背面形成銀層6；

所述橫向平行凹槽2的上表面寬度與底表面寬度相同，所述橫向平行凹槽2的長度為寬度的6倍以上，所述石墨烯帶3的縱橫比大于6。

進一步地，所述氧化層的厚度為表面凹槽2深度的1/4-1/8。

進一步地，所述金屬層的金屬為金、銀或銅。

進一步地，在硅基板1的背面也形成周期性凹槽2，用銀填充硅基板1背面的凹槽2，并且填充完成后用同樣的材料形成一層銀層6。

進一步地，形成石墨烯帶3后還通過離子刻蝕方法去除所述橫向平行凹槽2和源漏極5區(qū)域之外的石墨烯層。

進一步地，所述橫向平行凹槽2的周期數(shù)大于5。

進一步地，所述石墨烯層轉移后完全覆蓋所述橫向平行凹槽2。

進一步地，所述源漏極5形成位置緊靠所述橫向平行凹槽2的兩端。

本申請?zhí)峁┝艘环N石墨烯帶太赫茲傳感器，包括源漏極之間連接的石墨烯帶，通過在硅基板上形成凹槽和凹槽上的金屬層，將石墨烯層通過金屬輔助氧化方法去除與金屬層接觸的部分，形成石墨烯帶，利用石墨烯帶特有的電學性能對太赫茲進行探測，實現(xiàn)高效率的石墨烯帶太赫茲傳感器。

附圖中描述位置關系的用于僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制，顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明權利要求的保護范圍之內(nèi)。

技術特征：

技術總結
本申請?zhí)峁┝艘环N石墨烯帶太赫茲傳感器，包括源漏極之間連接的石墨烯帶，通過在硅基板上形成凹槽和凹槽上的金屬層，將石墨烯層通過金屬輔助氧化方法去除與金屬層接觸的部分，形成石墨烯帶，利用石墨烯帶特有的電學性能對太赫茲進行探測，實現(xiàn)高效率的石墨烯帶太赫茲傳感器。

技術研發(fā)人員：黃曉敏
受保護的技術使用者：黃曉敏
技術研發(fā)日：2017.04.26
技術公布日：2017.07.18