CN209981230U - 一种声子激元增强的外尔半金属红外探测器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种声子激元增强的外尔半金属红外探测器，该探测器包括基底、外尔半金属层、电极、三氧化钼微结构层、电压源、电流表，外尔半金属层和电极置于基底上，外尔半金属层置于两电极间，并与两电极欧姆接触，电压源、电流表、电极、外尔半金属层通过导线连接成回路，在所述外尔半金属层上还设置有三氧化钼微结构层。三氧化钼晶体在红外光激发下，产生声子激元，该声子激元比贵金属表面等离激元具有更低的损耗，对光具有更强的吸收，所以本实用新型具有红外探测效率高等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及光电探测领域，具体涉及一种声子激元增强的外尔半金属红外探测器。
背景技术
基于外尔半金属的光电探测器能够实现300K温度以下的响应，而不需要运行在低温的环境，这一特性使得外尔半金属在光电探测领域具有很好的应用前景。发明专利CN107068785B公布了一种基于外尔半金属的光电探测结构，但是，外尔半金属层对光吸收少，进而对光的利用效率低。
发明内容
为提高外尔半金属层对红外线的吸收能力，本实用新型提高了一种声子激元增强的外尔半金属红外探测器，该探测器包括基底、外尔半金属层、电极、三氧化钼微结构层、电压源、电流表，外尔半金属层和电极置于基底上，外尔半金属层置于两电极间，并与两电极欧姆接触，电压源、电流表、电极、外尔半金属层通过导线连接成回路，在所述外尔半金属层上还设置有三氧化钼微结构层。
更进一步地，基底为绝缘材料，电极的材料为铜、金、银或铂。
更进一步地，外尔半金属层的材料为TaAs或NbAs。
更进一步地，三氧化钼微结构层由周期排列的单元构成。
更进一步地，外尔半金属层的表面具有凹槽，单元置于凹槽中。
更进一步地，三氧化钼微结构层的高度低于外尔半金属层的上表面。
更进一步地，单元为方形、圆盘形、矩形。
更进一步地，单元为锥形。
更进一步地，单元由二聚体构成。
更进一步地，在外尔半金属层上设置有二氧化硅层。
本实用新型的有益效果：本实用新型提供了一种声子激元增强的外尔半金属红外探测器，在外尔半金属层上设置三氧化钼微结构层，三氧化钼晶体在红外光激发下，产生声子激元，该声子激元比贵金属表面等离激元具有更低的损耗，对光具有更强的吸收，所以本实用新型具有红外探测效率高等优点。
以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
图1是声子激元增强的外尔半金属红外探测器的示意图。
图2是具有凹槽的声子激元增强的外尔半金属红外探测器的示意图。
图中：1、基底；2、外尔半金属层；3、电极；4、三氧化钼微结构层。
具体实施方式
为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
实施例1
本实用新型提供了一种如图1所示的声子激元增强的外尔半金属红外探测器，该器件包括基底1、外尔半金属层2、电极3、三氧化钼微结构层4、电压源、电流表，外尔半金属层2和电极3置于基底1上，外尔半金属层2置于两电极3间，并与两电极3欧姆接触，电压源、电流表、电极3、外尔半金属层2通过导线连接成回路，在外尔半金属层2上设置有三氧化钼微结构层4。基底1为绝缘材料。电极3的材料为铜、金、银或铂。外尔半金属层2的材料为TaAs或NbAs。三氧化钼微结构层4由周期排列的单元构成。由于三氧化钼晶体在红外光作用下，产生声子激元，该声子激元比贵金属表面等离激元具有更低的损耗，对光具有更强的吸收，所以本实用新型具有红外探测效率高等优点。如图1所示，三氧化钼微结构层4中的单元可以为方形。
实施例2
在实施例1的基础上，如图2所示，外尔半金属层2的表面具有凹槽，三氧化钼微结构层4的单元置于凹槽中。三氧化钼微结构层4的高度低于所述外尔半金属层2的上表面，这样一来，光被耦合进入凹槽中的单元中，声子激元散射时，散射光也被外尔半金属吸收，所以提高了对光的吸收性能。如图2所示，单元为方形，单元还可以为圆盘形或矩形。以调控对光的吸收性能。单元还可以为锥形，增加光与单元的作用距离，从而增加单元对光的吸收能力。此外，单元还可以为二聚体。对于二聚体结构，光被限制在二聚体中，所以二聚体形式的单元对光具有更高的吸收能力。例如，二聚体为两平行放置的矩形块，强电磁振动被限制在两矩形块间，提高了对光的吸收能力，进一步提升了对红外探测的灵敏度。
实施例3
在实施例2的基础上，在外尔半金属层2上设置有二氧化硅层。二氧化硅层会将三氧化钼微结构层4中的单元散射的光反射回凹槽内，形成封闭的腔体，提高了对光的吸收性能。另外，三氧化钼具有很高的毒性，应用二氧化硅层进行覆盖，对安全也具有重要意义。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种声子激元增强的外尔半金属红外探测器，包括基底、外尔半金属层、电极、三氧化钼微结构层、电压源、电流表，外尔半金属层和电极置于基底上，外尔半金属层置于两电极间，并与两电极欧姆接触，电压源、电流表、电极、外尔半金属层通过导线连接成回路，其特征在于：在所述外尔半金属层上还设置有三氧化钼微结构层。
2.如权利要求1所述的声子激元增强的外尔半金属红外探测器，其特征在于：所述基底为绝缘材料，所述电极的材料为铜、金、银或铂。
3.如权利要求2所述的声子激元增强的外尔半金属红外探测器，其特征在于：所述外尔半金属层的材料为TaAs或NbAs。
4.如权利要求3所述的声子激元增强的外尔半金属红外探测器，其特征在于：所述三氧化钼微结构层由周期排列的单元构成。
5.如权利要求4所述的声子激元增强的外尔半金属红外探测器，其特征在于：所述外尔半金属层的表面具有凹槽，所述单元置于凹槽中。
6.如权利要求5所述的声子激元增强的外尔半金属红外探测器，其特征在于：所述三氧化钼微结构层的高度低于所述外尔半金属层的上表面。
7.如权利要求6所述的声子激元增强的外尔半金属红外探测器，其特征在于：所述单元为方形、圆盘形、矩形。
8.如权利要求6所述的声子激元增强的外尔半金属红外探测器，其特征在于：所述单元为锥形。
9.如权利要求6所述的声子激元增强的外尔半金属红外探测器，其特征在于：所述单元由二聚体构成。
10.如权利要求7-9任一项所述的声子激元增强的外尔半金属红外探测器，其特征在于：在所述外尔半金属层上设置有二氧化硅层。
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2019
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