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场效应晶体管太赫兹探测器研究应用比例高 我国科研成果不断增多

2024-03-01 17:05      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击:
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场效应晶体管太赫兹探测器研究应用比例高 我国科研成果不断增多

  场效应晶体管太赫兹探测器,利用场效应晶体管形成光生电压,实现对太赫兹信号的探测。场效应晶体管太赫兹探测器可以实现谐振、非谐振太赫兹探测,可以通过改变栅极电压来进行波长调谐,可以发展高灵敏度太赫兹探测器。
 
  太赫兹探测器是太赫兹(THz)技术应用的基础,产品主要包括热探测器、光子探测器两大类。热探测器响应速度较慢,若采用特殊材料提高响应速度则成本较高。光子探测器又包括光电导探测器、光伏型探测器两种。光电导探测器的探测带宽有限。场效应晶体管太赫兹探测器是光伏型探测器的细分产品,是太赫兹探测器中研究与应用比例最高的产品类型。
 
  场效应晶体管太赫兹探测器主要由天线、匹配网络、场效应晶体管等组成。天线的功能是接收太赫兹信号;匹配网络的功能是将太赫兹信号从天线传输到场效应晶体管;场效应晶体管(FET)的功能是输出探测信号,产品包括结型场效应管(JFET)、金属-氧化物半导体场效应管(MOSFET)两种。
 
  太赫兹波长范围30-3000μm,频段介于红外光与毫米波之间,具有特殊的光电特性,可用于通信、成像、光谱等方面,下游应用范围极为广泛,而太赫兹探测器与太赫兹辐射源是太赫兹系统的核心器件,因此太赫兹探测器的灵敏度极为重要,对推动太赫兹技术发展具有重要意义。
 
  根据新思界产业研究中心发布的《2024-2029年中国场效应晶体管太赫兹探测器行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,场效应晶体管作为场效应晶体管太赫兹探测器的核心部件,可以采用多种材料来制造,例如超导薄膜、石墨烯、量子点、碳纳米管、硅基CMOS、磷化铟(InP)、二硒化钼(MoSe2)、二硫化钼(MoS2)、GaN/AlGaN、二维电子气(2DEG)、拓扑绝缘体等。这些材料的灵敏度高低各不相同,且部分材料可以在室温条件下使用,而部分材料需要在低温条件下工作。
 
  除了改进材料外,场效应晶体管太赫兹探测器还可以升级技术以提升性能。基于等离子体波技术进行探测的场效应晶体管太赫兹探测器,由于等离子体波的传播速度快,其在探测灵敏度、响应速度方面具有优势,并且在工艺兼容性、功能集成度、噪声等效功率、成本等方面也具有强大竞争力,可以发展高灵敏度室温太赫兹探测器,成为场效应晶体管太赫兹探测器技术发展的重要方向之一。
 
  新思界行业分析人士表示,我国场效应晶体管太赫兹探测器相关研究成果不断增多。中国电科13所与中科院合作,在高灵敏度石墨烯场效应晶体管太赫兹自混频探测器的基础上,实现了外差混频和分谐波混频探测,最高探测频率达到650GHz。中国科学院苏州纳米所、中科院纳米器件与应用重点实验室团队合作,首次直接验证了天线耦合的场效应晶体管可用于非相干太赫兹波的灵敏探测。
 
关键字: 场效应晶体管 太赫兹探测器