氮化镓高迁移率晶体管中电子场发射及太赫兹波发射的研究

太赫兹（terahertz,THz）波在有机分子检测、无损成像、分子电子学、新材料研究和雷达通讯方面有重要的应用前景。然而通常产生THz波的光子学和电子学方法都存在频率不可调、或工作温度低、或体积大、或价格昂贵的严重缺点，至今还没有一个较成熟的室温工作的微型固态发射源。这一空白的填补将大幅推动THz技术的发展和应用。最近有初步研究表明室温下高电子迁移率晶体管（HEMT）中电子的弹道输运可以产生等离子体波并激发THz辐射，但是人们还没有找到发射频率、模式和效率的可控机制。本课题旨在研究利用室温HEMT实现单频和较高功率的自发辐射的可能途径。本课题将利用氮化镓优异的场发射性能，利用沟道和栅极间的场发射来激发沟道等离子体波从而产生THz波辐射；制备THz谐振腔并与HEMT耦合来实现单频和较高功率的输出。电子场发射的应用为实现可控THz发射和揭示等离子体波形成机理提供了一个新途径。