非共振等離子體波THz器件響應研究.pdf

1、伴隨著人們對于電磁輻射應用越來越廣泛，THz輻射由于其特殊性在近年來越來越受到研究人員的關注。研究人對于作為THz技術重點的THz輻射源以及探測器件更高的性能追求從未停止。由于半導體器件制作工藝成熟且易于集成，因而以半導體器件為核心的THz器件受到了研究人員的偏愛?；诟鞣N機理的半導體THz器件被不斷的開發(fā)出來。等離子體波器件由于其獨特的物理原理，在室溫下也可以作為THz輻射發(fā)射器或THz輻射探測器來使用。
　　本文通過對兩種等離

2、子體波器件MOSFET和HEMT的介紹以及對等離子體的介紹，得到器件溝道內(nèi)的電子可以類比為等離子體的結論。由于人們通常用流體描述的方法來描述等離子體的行為，因此流體描述的方法可以用來描述等離子體波器件中的電子的行為。于是本文基于流體動力學方程，探討了等離子體波器件中等離子體波產(chǎn)生的原因和邊界條件。并對等離子體波器件中等離子體波的產(chǎn)生的物理意義進行了探討。
　　隨后本文描繪了等離子體波器件用作 THz探測器的潛力。基于流體力學方程得

3、到了描述非共振等離子體波器件響應的數(shù)學模型。該數(shù)學模型描述的是在緩變溝道近似的條件下探測器的響應與柵壓以及漏源電流的關系。通過對模型的分析得出了模型在柵壓接近或者小于閾值電壓時不再適用的結論。通過對柵壓接近閾值電壓或小于閾值電壓時溝道電子密度與柵壓的關系式的修正，得到了新的描述器件響應與柵壓關系的數(shù)學模型。
　　通過MATLAB軟件首先對器件響應的理論模型與實際的測量數(shù)據(jù)進行對比，驗證了模型的正確性。隨后又對理論模型與實際測量數(shù)據(jù)