基于晶体管的太赫兹探测器的最优不对称性

基于场效应晶体管(FETs)的太赫兹辐射探测器在成像系统与无线通信中用于低噪声无源信号整流，是最具前景的候选者之一。然而，迄今为止尚未认识到，相对于源漏互换具有几何不对称性的普通FET是光电压收集的一大障碍。在此，我们打破传统方案，揭示了可提供太赫兹响应度最大化的优化不对称FET结构。我们制备了一系列顶栅相对于沟道中位置可变的石墨烯晶体管，并在宽载流子密度范围内比较了它们的亚太赫兹响应度。我们表明，当输入栅电极向源极接触端偏移时响应度最大。理论模拟表明，对于超过栅阻抗的大沟道电阻，这种响应度最大化方案是普适的，并且对电阻自混频与光热电探测两种途径均成立。在小沟道电阻的极限情形下，热电电压与自混频电压对不对称性改变的反应不同，这可用于辨析新型材料中非线性的起源。