Plasma wave detection of sub-terahertz and terahertz radiation by silicon field-effect transistors

Knap, W.; Теппе, Ф.; Meziani, Y. M.; Dyakonova, N.; Łusakowski, J.; Bœuf, F.; Skotnicki, T.; Maude, D.K.; Rumyantsev, Sergey; Shur, M. S.

doi:10.1063/1.1775034

Cited by 292 publications

(159 citation statements)

References 16 publications

Supporting

Mentioning

146

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…They have large refractive indices leading to high surface reflection loss at the interface between the substrate and air. [14][15][16] In previous work, the quarter-wavelength-thick ARC showed enhanced transmission at resonance wavelengths on perforated gold film in the infrared regime. 17 However, the wavelength range in which the transmission is enhanced was around 2 µm due to the narrowband antireflection characteristics.…”

mentioning

confidence: 88%

Terahertz filter integrated with a subwavelength structured antireflection coating

Woo

Kim

et al. 2015

AIP Advances

View full text Add to dashboard Cite

Micro-pyramid shaped subwavelength structures (SWSs) were integrated on both sides of a terahertz (THz) filter by means of stamping methods. Two silicon-based stamping molds fabricated via crystallographic wet etching were utilized to replicate SWSs onto cyclo-olefin copolymer (COC) films coated onto both sides of a THz filter at the same time. The SWSs act as an broadband antireflection coating to reduce the surface reflection loss in a frequency range of 0.2 THz to 1.4 THz. Compared to a THz filter without SWSs, the filter integrated with double-sided SWSs exhibits a low standing wave ratio inside the substrate and THz signal transmission enhancement of up to 10.8%.

show abstract

mentioning

confidence: 88%

Terahertz filter integrated with a subwavelength structured antireflection coating

Woo

Kim

et al. 2015

AIP Advances

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…[1] Последнее двадца-тилетие ознаменовалось успехами в создании детекторов на основе полевых транзисторов, способных принимать сигнал в ТГц диапазоне [2][3][4][5][6][7][8][9]. Первый такой детектор был создан на базе транзистора с высокой подвижностью электронов (high electron mobility transistor, HEMT) и принимал сигнал на частоте 2.5 THz [2].…”

Section: Introductionunclassified

“…Вслед за ис-следованиями транзисторов на основе соединений III и V групп (GaAs/AlGaAs, GaInAs/AlGaAs, GaN/GaAlGaN и др.) [2][3][4][5] была продемонстрирована возможность де-тектирования на кремниевом транзисторе [6,7]. Хорошо развитая кремниевая технология позволяет интегриро-вать большое число транзисторов на единой пластине, делая возможным создание матричных приемников [8,9].…”

Section: Introductionunclassified

Влияние Высоты Барьера Затвор-Канал На Характеристики Детектирования Полевого Транзистора В Сверхвысокочастотном И Терагерцовом Диапазонах

Королев¹,

Востоков²,

Дьяконова

et al. 2017

Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

Теоретически исследованы детектирующие свойства полевого транзистора с пониженной высотой барьера Шоттки затвора. Рассмотрены различные схемы детектора. Найдены распределения напряжения и тока вдоль канала, входной импеданс транзистора, чувствительность и мощность эквивалентная шуму (NEP). Проанализировано влияние высоты барьера Шоттки затвора на перечисленные характеристики. DOI: 10.21883/JTF.2017.05.44449.1821 Введение В качестве чувствительного элемента неохлаждаемых детекторов сверхвысокочастотного (СВЧ) и терагер-цового (ТГц) диапазонов используются ячейка Голея, пироэлектрический элемент, болометр, диод с барьером Шоттки, полевой транзистор и др.[1] Последнее двадца-тилетие ознаменовалось успехами в создании детекторов на основе полевых транзисторов, способных принимать сигнал в ТГц диапазоне [2-9]. Первый такой детектор был создан на базе транзистора с высокой подвижностью электронов (high electron mobility transistor, HEMT) и принимал сигнал на частоте 2.5 THz [2]. Вслед за ис-следованиями транзисторов на основе соединений III и V групп (GaAs/AlGaAs, GaInAs/AlGaAs, GaN/GaAlGaN и др.) [2-5] была продемонстрирована возможность де-тектирования на кремниевом транзисторе [6,7]. Хорошо развитая кремниевая технология позволяет интегриро-вать большое число транзисторов на единой пластине, делая возможным создание матричных приемников [8,9].Теоретическое описание процесса детектирования по-левого транзистора в СВЧ и ТГц диапазонах можно найти в работах [10][11][12][13][14][15]. На низких частотах, когда емкостной ток через переход затвор−канал пренебрежи-мо мал, можно пользоваться статическими уравнениями транзистора [10]. В ТГц диапазоне емкостной ток, как правило, сравним с током в канале, и его нужно учиты-вать. В этом случае удобно представлять транзистор в виде двухпроводной линии электропередачи, где одним проводником является затвор, а вторым -канал [13]. На частотах выше частоты релаксации импульса свобод-ных носителей заряда возможно резонансное детекти-рование, при этом движение носителей заряда в канале описывается уравнением Эйлера [11,12].Как правило, в полевых транзисторах ток проводи-мости через переход затвор−канал пренебрежимо мал. В случае контакта металл−полупроводник это экви-валентно большой высоте барьера Шоттки ( ∼ 1 eV). В настоящей работе исследуются линейные и детекти-рующие свойства полевого транзистора с пониженной высотой барьера ( ∼ 0.1−0.3 eV). Снижение высоты барьера приводит к тому, что активная составляющая проводимости перехода затвор−канал становится срав-нимой с емкостной составляющей, а также с проводи-мостью канала, что вызывает качественные изменения свойств транзистора. Снижение высоты барьера возмож-но разными способами. Например, за счет выращива-ния на границе металл−полупроводник тонкого слоя кремния [16] или за счет изотипного δ-легирования полупроводника вблизи границы с металлом [17].

show abstract

“…,7 . On the other hand, a strong non-resonant signal was observed on a) marcin.bialek@fuw.edu.pl transistors of different types, including Si metal-oxidesemiconductor FETs (Si-MOSFETs) 8,9 .…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Plasmonic terahertz detectors based on a high-electron mobility GaAs/AlGaAs heterostructure

Białek

Witowski

Орлита

et al. 2014

Journal of Applied Physics

View full text Add to dashboard Cite

In order to characterize magnetic-field (B) tunable THz plasmonic detectors, spectroscopy experiments were carried out at liquid helium temperatures and high magnetic fields on devices fabricated on a high electron mobility GaAs/AlGaAs heterostructure. The samples were either gated (the gate of a meander shape) or ungated. Spectra of a photovoltage generated by THz radiation were obtained as a function of B at a fixed THz excitation from a THz laser or as a function of THz photon frequency at a fixed B with a Fourier spectrometer. In the first type of measurements, the wave vector of magnetoplasmons excited was defined by geometrical features of samples. It was also found that the magnetoplasmon spectrum depended on the gate geometry which gives an additional parameter to control plasma excitations in THz detectors. Fourier spectra showed a strong dependence of the cyclotron resonance amplitude on the conduction-band electron filling factor which was explained within a model of the electron gas heating with the THz radiation. The study allows to define both the advantages and limitations of plasmonic devices based on high-mobility GaAs/AlGaAs heterostructures for THz detection at low temperatures and high magnetic fields.

show abstract

Plasma wave detection of sub-terahertz and terahertz radiation by silicon field-effect transistors

Cited by 292 publications

References 16 publications

Terahertz filter integrated with a subwavelength structured antireflection coating

Terahertz filter integrated with a subwavelength structured antireflection coating

Влияние Высоты Барьера Затвор-Канал На Характеристики Детектирования Полевого Транзистора В Сверхвысокочастотном И Терагерцовом Диапазонах

Plasmonic terahertz detectors based on a high-electron mobility GaAs/AlGaAs heterostructure

Contact Info

Product

Resources

About