氮化物半导体太赫兹器件

随着太赫兹技术的发展 ，传统固态器件在耐受功 率等方面已经很难提升， 导致现有的太赫兹源输出 功率低，不能满足太赫兹 系统工程化的需求。宽禁 带半导体氮化镓具有更高 击穿场强、更高热导率和 更低介电常数的优点，在 研制大功率固态源、高速 调制和高灵敏探测方面具 有优势。本书主要介绍氮 化物太赫兹器件的最新进 展，包括氮化镓太赫兹二 极管、三极管、倍频器、 功率放大器、直接调制器 件和高灵敏探测器件等， 涉及器件的基本工作原理 、设计方法、工艺方法、 测试方法和应用等。本书 是在作者近几年来一直从 事氮化物太赫兹器件研究 工作的基础上，借鉴了国 内外相关领域的核心研究 成果，并通过大量的应用 实例来让从事实践的工程 师掌握基本的固态太赫兹 知识，并尽量减少纯粹的 数学分析。 本书供从事氮化物半导 体太赫兹器件的研究人员 及工程技术人员学习参考 。

第1章 氮化物太赫兹器件简介 1.1 氮化物太赫兹器件发展现状 1.1.1 氮化物太赫兹源 1.1.2 氮化物太赫兹放大器件 1.1.3 氮化物太赫兹调制器件 1.1.4 氮化物太赫兹探测器件 1.2 氮化物太赫兹电子器件应用领域 参考文献 第2章 氮化镓太赫兹肖特基二极管 2.1 氮化镓太赫兹肖特基二极管概况 2.1.1 基本原理 2.1.2 工作特性 2.2 氮化镓太赫兹肖特基二极管设计与制备 2.2.1 器件结构与制备 2.2.2 等效电路与模型 2.3 氮化镓太赫兹肖特基二极管倍频器 2.3.1 倍频电路设计 2.3.2 倍频器制备与测试 参考文献 第3章 氮化镓太赫兹共振隧穿二极管 3.1 氮化镓太赫兹共振隧穿二极管物理基础 3.1.1 共振隧穿二极管研究进展 3.1.2 共振隧穿二极管工作原理 3.1.3 共振隧穿二极管量子力学理论 3.1.4 共振隧穿二极管物理模型 3.1.5 共振隧穿二极管电流构成 3.2 氮化镓太赫兹共振隧穿二极管结构设计 3.2.1 氮化镓共振隧穿二极管基本结构 3.2.2 氮化镓共振隧穿二极管发射极优化设计 3.2.3 氮化镓共振隧穿二极管双势垒量子阱结构设计 3.2.4 氮化镓共振隧穿二极管极化电场调制 3.3 氮化镓太赫兹共振隧穿二极管外延制备 3.3.1 氮化镓共振隧穿二极管输出特性不稳定机制 3.3.2 氮化镓衬底上氮化镓共振隧穿二极管研制 3.3.3 蓝宝石衬底上氮化镓共振隧穿二极管研制 3.3.4 其他结构氮化镓共振隧穿二极管研制 3.4 氮化镓太赫兹共振隧穿二极管器件物理 3.4.1 极化电场对共振隧穿过程的影响 3.4.2 氮化镓共振隧穿二极管变温输出特性 3.4.3 氮化镓共振隧穿二极管电流传输散射机制 3.5 大尺寸高峰值电流氮化镓太赫兹共振隧穿二极管研制 3.5.1 氮化镓共振隧穿二极管材料外延与制备工艺 3.5.2 大尺寸氮化镓共振隧穿二极管性能分析 3.5.3 高峰值电流氮化镓共振隧穿二极管性能分析 3.5.4 氮化镓共振隧穿二极管研究展望 参考文献 第4章 氮化镓太赫兹三极管 4.1 氮化镓太赫兹三极管概况 4.1.1 氮化镓三极管基本原理 4.1.2 氮化镓三极管工作特性 4.2 氮化镓太赫兹三极管设计与制备 4.2.1 器件结构设计 4.2.2 器件制备工艺 4.2.3 氮化镓高频三极管发展现状 4.3 氮化镓功率放大器 4.3.1 功率放大器特性 4.3.2 功率放大器电路设计 参考文献 第5章 氮化镓太赫兹直接调制器件 5.1 氮化镓太赫兹阵列型幅度调制器 5.1.1 氮化镓太赫兹阵列型幅度调制器工作原理 5.1.2 氮化镓太赫兹阵列型幅度调制器制备 5.2 氮化镓太赫兹相位调制器 5.2.1 克莱默-克朗尼格关系概述 5.2.2 人工微结构谐振强度和相位跳变关系 5.2.3 基于谐振耦合的GaN-HEMT相位调制器 5.3 太赫兹波前调制器 5.4 GaN动态梯度表面太赫兹波束扫描动态器件 5.4.1 太赫兹波束扫描器件 5.4.2 太赫兹相位梯度表面 5.4.3 GaN波束扫描动态器件 参考文献 第6章 氮化镓太赫兹探测器件 6.1 场效应太赫兹探测器简介 6.1.1 背景介绍 6.1.2 基本方程 6.1.3 非共振探测理论 6.1.4 共振探测理论 6.1.5 理论的不足之处 6.2 氮化镓场效应自混频太赫兹探测器 6.2.1 场效应自混频探测理论 6.2.2 氮化镓自混频探测器设计 6.2.3 氮化镓自混频探测器制备 6.2.4 无源漏偏压的场效应自混频探测理论验证 6.2.5 有源漏偏压的场效应自混频探测理论验证 6.2.6 宽频非相干太赫兹波的场效应探测理论验证 6.3 氮化镓两端型场效应太赫兹探测器 6.3.1 氮化镓两端型探测器设计和制备 6.3.2 氮化镓两端型探测器响应特性 6.4 氮化镓等离子体共振太赫兹探测器 6.4.1 等离子体共振探测理论 6.4.2 氮化镓共振探测器设计 6.4.3 氮化镓共振探测理论验证 6.5 氮化镓太赫兹探测器优化与应用 6.5.1 氮化镓探测器优化设计 6.5.2 基于场效应探测器的太赫兹被动成像 参考文献