背景介紹
太赫茲輻射( T射線)通常指的是頻率在0. 1～10THz、波長(zhǎng)在30μm-3mm之間的電磁波，其波段在微波和紅外之間，屬于遠(yuǎn)紅外和亞毫米波范疇。該頻段是宏觀經(jīng)典理論向微觀量子理論的過度區(qū)，也是電子學(xué)向光子學(xué)的過渡區(qū)。在20世紀(jì)80年代中期以前,由于缺乏有效的產(chǎn)生方法和探測(cè)手段,科學(xué)家對(duì)于該波段電磁輻射性質(zhì)的了解和研究非常有限,在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期,很少有人問津。電磁波譜中的這一波段(如下圖) ,以至于形成遠(yuǎn)紅外和亞毫米波空白區(qū),也就是太赫茲空白區(qū)（THz gap）。
太赫茲波段顯著的特點(diǎn)是能夠穿透大多數(shù)介電材料（如塑料、陶瓷、藥品、絕緣體、紡織品或木材），這為無(wú)損檢測(cè)（NDT）開辟了一個(gè)可能的新世界。同時(shí)，許多材料在太赫茲頻率上呈現(xiàn)出可識(shí)別的頻率指紋特性，使得太赫茲波段能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)許多材料的定性和定量研究。太赫茲波的這兩個(gè)特性結(jié)合在一起，使其成為一種全新的材料研究手段。而且其光子能量低，不會(huì)引起電離，可以做到真正的無(wú)損檢測(cè)。
ONYX工作原理
ONYX是套實(shí)現(xiàn)石墨烯、半導(dǎo)體薄膜和其他二維材料全面積無(wú)損表征的測(cè)量系統(tǒng)，能夠滿足測(cè)試面積從科研級(jí)（mm2）到晶元級(jí)（cm2）以及工業(yè)級(jí)（m2）的不同要求。與其他大面積樣品的測(cè)量方法（如四探針法）相比，ONYX能夠直觀得到樣品導(dǎo)電性能的空間分布。與拉曼、掃描電鏡和透射電鏡等微觀方法相比，微米級(jí)的空間分辨率能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大面積樣品的快速表征。
ONYX采用*的脈沖太赫茲時(shí)域光譜THz-TDS技術(shù)，產(chǎn)生皮秒量級(jí)的短脈太赫茲沖輻射。穿透性*的太赫茲輻射穿透進(jìn)樣品達(dá)到各個(gè)界面，均會(huì)產(chǎn)生一個(gè)小反射波可以被探測(cè)器捕獲，獲得太赫茲脈沖的電場(chǎng)強(qiáng)度的時(shí)域波形。對(duì)太赫茲時(shí)域波形進(jìn)行傅里葉變換,就可以得到太赫茲脈沖的頻譜。分別測(cè)量通過試樣前后(或直接從試樣激發(fā)的)太赫茲脈沖波形,并對(duì)其頻譜進(jìn)行分析和處理,就可獲得被測(cè)樣品介電常數(shù)，吸收吸收以及載流子濃度等物理信息。再利用步進(jìn)電機(jī)完成其掃描成像，得到其二維的電學(xué)測(cè)量結(jié)果。
