基于hBN封装石墨烯的室温高速低噪声太赫兹接收器

在非制冷条件下具有快速（ps级）响应和高灵敏度（噪声等效功率（NEP）< $nWHz^{-1/2}$）、覆盖宽频带（0.5THz-10THz）的太赫兹（THz）光电探测器（PDs），是高分辨率光谱（相对精度约 $10^{-11}$）、计量、量子信息、安全、成像、光通信等应用所需要的。然而，目前的太赫兹接收器无法在灵敏度、速度、工作温度和频率范围之间提供所需的平衡。在此，我们展示了一种非制冷太赫兹光电探测器，它将高迁移率（> 50000 $cm^{2}V^{-1}s^{-1}$）hBN封装石墨烯的低（约2000 $k_{B}{\mu}m^{-2}$）电子比热与谐振于3 THz的蝴蝶结天线所产生的非对称场增强相结合。这产生了强光电热转换，同时实现了高灵敏度（NEP $\leq$ 160 $pWHz^{-1/2}$）、快速响应时间（$\leq 3.3 ns$）和四个数量级的动态范围，使我们的器件成为迄今为止最快、宽带、低噪声的室温太赫兹光电探测器。