Приведены результаты исследований терагерцовых детекторов с пространственной последовательно и параллельно соединенной транзисторной структурой на основе арсенид-галлиевой наногетероструктуры с асимметричным Т-образным затвором в каждом транзисторе. Показано, что детекторы демонстрируют фототоковый и фотовольтаический/фотопроводящий терагерцовые отклики без использования дополнительных антенных элементов. Измерена чувствительность свыше 1000 В/Вт и 50 мА/Вт соответственно для последовательного и параллельного соединения транзисторов. Получена эквивалентная мощность шума ниже 10 Вт/Гц.
Горбацевич Александр Алексеевич
Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук, г.Москва, Россия; Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г.Москва, Россия
Шаповал Сергей Юрьевич
Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН (г. Черноголовка)
1. Dyakonov M., Shur M. Detection, mixing and frequency multiplication of terahertz radiation by two-dimensional electronic fluid // IEEE Transactions on Electron Devices. – 1996. – Vol. 43. – P. 380–387.
2. Field effect transistors for terahertz detection: physics and first imaging applications / W. Knap, M. Dyakonov, D. Coquillat et al. // J. of Infrared, Millemeter, and Teraherz Waves. – 2009. – Vol. 30. – P. 1319–1337.
3. Nanometer size field effect transistors for terahertz detectors / W. Knap, S.Rumyantsev, M.S. Vitiello et al. // Nanotechnology. – 2013. – Vol. 24. – N. 21. – P. 214002.
4. Broadband terahertz imaging with highly sensitive silicon CMOS detectors / F. Schuster, D. Coquillat, H. Videlier et al. // Optics Express. – 2011. – Vol. 19. – Iss. 8. – P. 7827–7832.
5. Detection of teraherz radiation in gated two-dimensional structures governed by dc current / D. Veksler, F. Teppe, A.P. Dmitriev et al. // Physical Review B. – 2006. – Vol. 73. – P. 125328.
6. Rational design of high-responsivity detectors of terahertz radiation based on distributed self-mixing in silicon field-effect transistors / A. Lisauskas, U. Pfeiffer, E. Ojefors et al. // J. of Appl. Phys. – 2009. – Vol. 105. – P. 114511.
7. Popov V.V., Tsymbalov G.M., Fateev D.V., Shur M.S. Cooperative absorption of terahertz radiation by plasmon modes in an array of field-effect transistors with two-dimensional electron channel // Appl. Phys. Lett. – 2006. – Vol. 89. – P. 123504.
8. High-responsivity terahertz detection by on-chip InGaAs/GaAs field-effect-transistor array / V.V. Popov, D.M. Ermolaev, K.V. Maremyanin et al. // Appl. Phys. Lett. – 2011. – Vol. 98. № 153504.
9. Nonresonant detection of terahertz radiation in field effect transistors / W. Knap, V. Khcharovskii, Y. Deng et al. // J. of Appl. Phys. – 2002. – Vol. 91. – P. 9346.
10. Enhanced plasma wave detection of terahertz radiation using multiple high electron-mobility transistors connected in series / T.A. Elkhatib, V.Y. Kachorovskii, W.J. Stillman et al. // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. – 2010. – Vol. 58. – Iss. 2. – P. 331–339.
11. Theis T.H. Plasmons in inversion layers // Surface Science. – 1980. – Vol. 98. – P. 515.