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[IEEE 2018 AEIT国际年会 - 意大利巴里（2018.10.3-2018.10.5）] 2018年AEIT国际年会 - 作为太赫兹探测器的固态整流器

DOI：10.23919/AEIT.2018.8577420 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 我们提出了一种新型固态整流器，与CMOS集成电路兼容，适用于室温下太赫兹辐射的直接转换。该结构构建了一个整流天线，由平面螺旋挤压而成的截头圆锥螺旋体构成，并在一端连接纳米级金属晶须。该晶须延伸至MOS-FET晶体管的栅极。通过栅极下方产生的等离子体波自混频效应实现整流功能。本方案易于与现有成像系统集成，无需采用成本高昂的极小技术节点——因为等离子体波不受栅极尺寸影响。其余电子元件仅需提供必要的集成读出电路。文中给出了自混频过程的理论解释及显示直流电势产生的TCAD仿真结果，并额外展示双势垒整流器结构作为对比探测器。
作者： Sergio Massaioli，Rosario Rao，Fabrizio Palma
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发一种与CMOS集成电路兼容的新型固态整流器，用于室温下直接转换太赫兹辐射，重点构建适用于成像和光谱应用的整流天线结构。

研究成果

所提出的固态整流器与MOS-FET晶体管集成构成整流天线，通过等离子体波的自混频效应在室温下高效将太赫兹辐射转换为直流电流。TCAD仿真证实了整流电势的产生，该结构与CMOS技术兼容，为成像系统带来成本和集成的优势。未来工作应聚焦于实验验证及实际应用的优化。

研究不足

该研究依赖模拟而非实验验证；潜在局限性包括边界条件的简化及模型假设（如边缘突变的耗尽近似和小信号近似）。整流器性能可能受CMOS技术实际制造工艺的限制。

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