Исследование Микроволнового Поглощения В Полупроводниках Для Устройств Умножения Частоты И Управления Выводом Излучения Непрерывных И Импульсных Гиротронов

Abstract

Приводятся результаты экспериментального исследования диэлектрических потерь в полупроводниковых кристаллах GaAs, InP:Fe и Si в миллиметровом диапазоне длин волн (80-260 ГГц) с использованием прецизионного оригинального метода измерений показателя преломления и тангенса угла диэлектрических потерь tgdelta на основе открытых высокодобротных резонаторов Фабри-Перо. Показано, что в сверхчистых полупроводниковых монокристаллических подложках GaAs потери в частотном диапазоне от 100 до 260 ГГц в основном определяются решеточным поглощением, в то время как в монокристаллическом кремнии основной механизм потерь --- поглощение на свободных носителях заряда; при этом tgdelta~(1-2)·10-4 даже при заметной, на уровне 1012 см-3, концентрации свободных носителей. В отличие от GaAs и Si, в компенсированных кристаллах InP:Fe tgdelta практически не зависит от частоты в диапазоне от 100 до 260 ГГц, что связывается с проводимостью материала по прыжковому механизму. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании и оптимизации микроволновых полупроводниковых приборов, в частности устройств умножения частоты и управляемого вывода излучения непрерывных и импульсных гиротронов. Ключевые слова: субтерагерцовый диапазон, GaAs, InP:Fe, Si, поглощение, тангенс угла диэлектрических потерь.