Projeto, fabricação e Experimental Caracterização de plasmônicos Emissores Terahertz Photoconductive

Engineering

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Summary

Nós descrevemos métodos para o design, fabricação e caracterização experimental de emissores fotocondutores plasmônicos, que oferecem duas ordens de níveis mais elevados de energia terahertz magnitude em comparação com emissores fotocondutores convencionais.

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Berry, C., Hashemi, M. R., Unlu, M., Jarrahi, M. Design, Fabrication, and Experimental Characterization of Plasmonic Photoconductive Terahertz Emitters. J. Vis. Exp. (77), e50517, doi:10.3791/50517 (2013).

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Abstract

Neste artigo de vídeo, apresentamos uma demonstração detalhada de um método altamente eficiente para a geração de ondas terahertz. A técnica baseia-se fotocondução, que tem sido uma das técnicas mais utilizadas para geração de terahertz 1-8. Geração Terahertz num emissor fotocondutiva é conseguida bombeando uma ultra fotocondutora com uma iluminação laser pulsado ou heterodyned. A fotocorrente induzida, que segue o invólucro do laser de bomba, é encaminhado para uma antena irradia terahertz ligado aos eléctrodos de contacto fotocondutoras para gerar radiação terahertz. Embora a eficiência quântica de um emissor photoconductive teoricamente pode chegar a 100%, os de transporte relativamente longos comprimentos de trajeto de portadores foto-gerados para os eletrodos de contato de fotocondutores convencionais severamente limitada a sua eficiência quântica. Além disso, o efeito de triagem de portadores e degradação térmica limitar estritamente a produção máxima power de fontes de terahertz fotocondutores convencionais. Para resolver as limitações de eficiência quântica de emissores terahertz fotocondutoras convencionais, temos desenvolvido um novo conceito emissor fotocondutivo que incorpora uma configuração de eléctrodo de contacto plasmônicos para oferecer maior eficiência quântica e operação ultra simultaneamente. Usando eletrodos de contato plasmônicos nano-escala, reduzir significativamente a foto gerada caminho transporte transportadora média para eletrodos de contato fotocondutores comparação com fotocondutores convencionais 9. O método também permite aumentar a área activa fotocondutor sem um considerável aumento na carga capacitiva da antena, aumentando a potência máxima radiação terahertz, evitando o efeito de triagem de portadores e degradação térmica a altas potências ópticas de bomba. Ao incorporar eletrodos de contato plasmônicos, demonstramos aumentar a eficiência de conversão de energia óptica-to-terahertz de um photoconductive te convencionalrahertz emissor por um factor de 50 10.

Introduction

Apresenta-se um novo emissor de terahertz fotocondutivo que utiliza uma configuração de eléctrodo de contacto plasmônica para aumentar a eficiência da conversão óptica para terahertz por duas ordens de magnitude. Nossa técnica aborda as limitações mais importantes emissores convencionais fotocondutores terahertz, ou seja, de baixa potência de saída e baixa eficiência de energia, que se originam a partir da compensação inerente entre a alta eficiência quântica e operação ultra-rápida de fotocondutores convencionais.

Uma das novidades chave na nossa concepção, que conduziram a esta melhoria de desempenho é saltar para desenhar uma configuração de eléctrodo de contacto que se acumula de um grande número de portadores foto-gerados em estreita proximidade com os eléctrodos de contacto, de tal modo que elas podem ser recolhidas através de um sub- picosecond prazo. Em outras palavras, o equilíbrio entre a operação de ultra fotocondutor e alta eficiência quântica é atenuado pela manipulação espacial do foto-génerosportadores TED. Eletrodos de contato plasmônicos oferecer esta capacidade única de (1) permitir o confinamento da luz em dispositivos em nanoescala áreas ativas entre os eletrodos plasmônicos (além do limite de difração), (2) melhoria luz extraordinária no contato de metal e fotos de absorção de semicondutores interface de 10, 11. Outra característica importante da nossa solução é que acomoda grandes áreas activas fotocondutoras, sem um considerável aumento na carga parasitária da antena irradia terahertz. Utilizando grandes áreas activas fotocondutoras permitir mitigar o efeito de blindagem transportador e degradação térmica, que são as limitações de final para a potência máxima de radiação de emissores fotocondutoras convencionais. Este artigo de vídeo está concentrada nos atributos únicos da nossa solução apresentada por descrever a física que regem, modelagem numérica e verificação experimental. Nós demonstramos experimentalmente 50 vezes maiores poderes terahertz de um phot plasmônicaemissor oconductive em comparação com um emissor de fotocondutor semelhante com eléctrodos de contacto não plasmônicos.

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Protocol

1. Plasmônica Fabrication Emitter Photoconductive

  1. Fabricar grades plasmônicos.
    1. Limpar a bolacha de semicondutor por imersão em acetona (2 minutos), seguido de isopropanol (2 min) e lavagem com água desionizada (10 seg.)
    2. Seca-se a amostra com azoto e aquecer numa placa de aquecimento a 115 ° C durante 90 segundos para remover qualquer água remanescente.
    3. Giro Microchem 950K PMMA A4 na amostra a 4.000 rpm por 45 seg. Pré-coze a resistir numa placa de aquecimento a 180 ° C durante 3 min.
    4. Coloque a amostra em uma ferramenta de litografia por feixe de elétrons (JEOL JBX-6300-FS). Expor o padrão de grade plasmônica na dose base de cerca de 650 uC / cm 2, com uma tensão de aceleração de 100 kV.
    5. Desenvolver PMMA por imersão da amostra num MIBC: IPA mistura de 1:3, durante 90 seg. Transferir imediatamente a amostra a uma soluo de isopropanol puro durante 60 segundos.
    6. Lavar a amostra com a água desionizada durante 10 segundos e, em seguida, secar a amostra com azoto.
    7. Coloque a amostra em uma stripper plasma (YES-CV200RFS). Descum a amostra com 30 W de potência de RF a 30 ° C com um sccm O 2 taxa de fluxo de 100 para 10 segundos.
    8. Remover óxido de superfície por imersão numa HCl: H 2 0 03:10 mistura durante 30 seg. Transferir imediatamente a amostra a uma cascata de enxaguamento de água deionizada durante 4 min.
    9. Transfira a amostra para um copo de água desionizada para minimizar a exposição ao oxigénio atmosférico antes de deposição de metal.
    10. Aqui proveta contendo a amostra em água desionizada a um evaporador de metal (Denton SJ-20). Purgue a câmara e, em seguida, remover, secar, e carregar a amostra na câmara (estes passos deverá ser seguido sem interrupção para evitar a formação de óxido na superfície da amostra).
    11. Bomba a câmara a uma pressão abaixo de 2x10 -6 Torr. Depósito de Ti / Au (50/450 A).
    12. Ventilar a câmara e retire a amostra.
    13. A fim de levantar-off do metal depositado, colocar a amostra em um suporte de Teflon em umacopo de acetona, cubra e deixe durante a noite. Descubra o copo, coloque-o em um agitador ultra-som, e espere até que todos os metais indesejados é removido (normalmente 30 segundos).
  2. Depósito SiO2 passivação.
    1. Limpe a amostra como nas etapas 1.1.1 - 1.1.2.
    2. Coloque a amostra em uma ferramenta de deposição de plasma-enhanced de vapor químico (GSI PECVD). Depósito 1500 Å de SiO 2, a 200 ° C.
  3. Abrir vias de contato através de SiO 2.
    1. Limpe a amostra como nas etapas 1.1.1 - 1.1.2.
    2. Girar em HMDS a 4.000 rpm por 30 seg. Girar em Megaposit SPR 220-3,0 photoresist a 4.000 rpm por 30 seg. Pré-coze a resistir numa placa de aquecimento a 115 ° C durante 90 seg.
    3. Coloque a amostra ea placa de máscara em projeção de litografia de passo (GCA autostep 200). Alinhar a amostra e expor.
    4. Pós-cozer o fotossensível exposta numa placa de aquecimento a 115 ° C durante 90 seg.
    5. Desenvolver resistir no AZ 300 MIF desenvolvedor para 60 seg.
    6. Imediatamente mover a amostra a uma cascata de enxaguamento de água deionizada durante 4 min. Seca-se a amostra com azoto.
    7. Coloque a amostra em um etcher iônica reativa (LAM 9400). Etch SiO 2, utilizando um poder TCP RF de 500 W, a potência de RF Viés de 100 W, 15 sccm de SF6-, 50 sccm de C 4 F 8, 50 sccm de He, 50 sccm de Ar por 80 seg.
    8. Remover a maior parte do material fotosensitivo colocando a amostra em acetona (5 min) seguido de isopropanol (2 min.) Enxágüe em água deionizada (10 seg.) Seque com nitrogênio.
    9. Remover o material fotosensitivo residual através do carregamento da amostra num separador de plasma (SIM-CV200RFS). Retire o photoresist usando 800 W de potência de RF a 30 ° C com um sccm O 2 taxa de fluxo de 100 para 5 min.
  4. Fabricar antenas e linhas diagonais.
    1. Repita os passos 1.3.1 - 1.3.6 para antenas padrão e linhas diagonais.
    2. Repita os passos 1.1.8 - 1.1.9 para remover o óxido de superfície.
    3. Aqui o recipiente que contém a amostra ede água desionizada para um evaporador de metal (Denton SJ-20).
    4. Ventilar a câmara e retire rapidamente, seque e coloque a amostra na câmara.
    5. Bomba a câmara a uma pressão abaixo de 2x10 -6 Torr. Depósito de Ti / Au (10/4, 000 Â).
    6. Ventilar a câmara e retire a amostra.
    7. Repita o passo 1.1.13 para a decolagem do metal depositado.
  5. Pacote da amostra.
    1. Cole as bordas de uma lente de silicone mm de diâmetro, 12 hiper-hemisférica para uma máquina de lavar de alumínio de 2 polegadas, com 8 mm de orifício.
    2. Cole uma placa PCB com traços de metal, para a qual pode-se facilmente de solda, para o lavador de alumínio.
    3. Monte os plasmônicos fotocondutores terahertz protótipos emissor fabricados na lente de silicone usando epoxy fina.
    4. Obrigacionistas fio as almofadas de contato do aparelho para uma placa de circuito impresso colado na mesma máquina de lavar alumínio.
    5. Fios de solda para os traços de metal na placa PCB.
    6. Ligação almofadas de contato do dispositivo para um analisador paramétrico (Hewlett pacoteard 4155A) usando fios soldadas aos blocos correspondentes da placa PCB para fins de teste.

2. Plasmônica Caracterização Emitter Photoconductive

  1. Alinhamento dispositivo.
    1. Coloque a arruela de alumínio levando os plasmônicos fotocondutores terahertz protótipos emissor em uma montagem de rotação e força se concentrar na bomba a partir de uma ótica Ti: Sapphire mode-locked (MIRA 900D V10 XW OPT 110V) para a área ativa de cada dispositivo.
    2. Regular a montagem de rotação de tal forma que o campo eléctrico da bomba óptico é orientada para a excitação eficiente de ondas de plasma de superfície (perpendicular às grades plasmônicos).
    3. Usar o analisador paramétrico para simultaneamente aplicar tensões de polarização a cada dispositivo e medir a corrente eléctrica induzida em cada dispositivo. Confirme o alinhamento da bomba óptico ideal e ajuste de polarização, maximizando a fotocorrente de cada dispositivo em teste.
  2. Medição de potência de saídaurement.
    1. Usar um triturador óptica (Thorlabs MC2000) para modular a bomba óptica do mode-locked de laser incidente bomba em cada dispositivo.
    2. Medir a potência dos fotocondutores protótipos emissor terahertz plasmônicos usando um detector pyroelectric (Spectrum Detector, Inc. SPI-A-65 THz) de saída.
    3. Ligue a saída do detector pyroelectric a um amplificador lock-in (Stanford Research Systems SR830), com frequência de referência do helicóptero óptico para recuperar os dados de potência terahertz em baixos níveis de ruído.
  3. Caracterização espectral de radiação.
    1. Comece com um Ti: Safira laser de modo-bloqueado e utilizar um divisor de feixe para dividir a saída do laser de modo bloqueado num feixe de bomba e um feixe de sonda.
    2. Utilização de um modulador electro-óptico (EO Thorlabs-AM-NR-C2) para modular o feixe óptico no caminho da bomba. Focar o feixe de bomba para a área ativa do emissor photoconductive em teste para gerar radiação terahertz.
    3. Colimaro feixe terahertz gerada usando uma primeira lente esférica de polietileno. Focar o feixe colimado terahertz usando uma segunda lente esférica de polietileno.
    4. Antes da focagem do feixe de terahertz, combinar o feixe colimado terahertz com o feixe óptico de sonda, utilizando um filtro de vidro revestido de ITO.
    5. Coloque a 1 mm de espessura, <110> ZnTe cristal montado numa fase de rotação no foco do feixe combinado de óptica e terahertz.
    6. Insira uma linha de atraso óptico controlável no caminho óptico da sonda usando uma fase linear motorizado (Thorlabs NRT100) para variar o tempo de atraso entre os impulsos ópticos e terahertz interagem no interior do cristal ZnTe.
    7. Usando uma meia-waveplate no caminho da sonda, rodar a polarização do sensor óptico para estar a um ângulo de 45 ° em relação à direcção de polarização terahertz.
    8. Use um quarto de waveplate após o cristal ZnTe, converter a polarização do feixe óptico em polarização circular.
    9. Divida o circulfeixe óptico Arly polarizada em dois ramos por um prisma Wollaston. Medir a potência do feixe óptico em cada ramo com dois detectores equilibradas ligados a um amplificador lock-in.
    10. Ligação da linha de atraso e motorizado amplificador lock-in para um computador. Escreva um script Matlab para iteratively mover a posição da linha de atraso motorizado, pausar e ler a magnitude do sinal do amplificador lock-in.
    11. Converter a posição de fase para o domínio do tempo, por meio de divisão do comprimento de atraso total óptica pela velocidade da luz, seguindo-se uma transformada de Fourier discreta (Matlab) para obter os dados de domínio de frequência.

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Representative Results

Para demonstrar o potencial de eletrodos plasmônicos para aumento de potência terahertz, que fabricou dois emissores terahertz: a convencional (Figura 1a) e plasmônica (Figura 1b) emissor photoconductive incorporando eletrodos de contato plasmônicos para reduzir os tempos de transporte transportadora entrar em contato com os eletrodos. Ambos os modelos de consistir num fotocondutor ultra com 20 mM lacuna entre ânodo e cátodo contactos, ligado a uma antena de gravata-borboleta longo de 60 um com um máximo e mínimo da largura de 100 um e 30 um, respectivamente, fabricados no mesmo substrato LT-GaAs. O emissor fotocondutiva plasmônicos incorpora duas grelhas de contacto plasmônicos nanoescala na porta de entrada da antena de gravata-borboleta. A estratégia de design para a configuração do eléctrodo de contacto plasmônicos óptima é a maximização da transmissão da bomba óptica no substrato de foto-absorvente, enquanto minimiza o espaçamento entre os eléctrodos plasmônicos para minimizar o valor de pH médiooto gerado transporte transportadora comprimento do caminho para os eletrodos de contato. Nós usamos um multi-física solver de elementos finitos (COMSOL) para estimar a resposta dos fotocondutores com os eletrodos de contato plasmônicos projetado para uma bomba de óptica incidente. Para este efeito, a densidade de portadores foto-gerados é derivada da intensidade óptica calculado no substrato absorvente e foto-combinados com os dados do campo eléctrico de polarização no modelo deriva-difusão clássica para calcular a fotocorrente induzido 9. São preferidos os metais com fortes propriedades plasmonic no comprimento de onda óptico da bomba, uma vez que permitem o confinamento apertado da bomba óptica na interface metal e, assim, oferecer transporte portador foto-gerados comprimentos de caminho curto para os eléctrodos de contacto. Para a prova de conceito plasmônica emissor photoconductive, nós projetamos uma grade plasmônica com 100 nm Au largura, 100 nm espaçamento e altura de 50 nm, o que permite a transmissão de mais de 70% de um pum óptica de 800 nmp nanoescala através das grelhas para o substrato absorvente foto-11, 12. A bomba óptico incidente de um Ti: safira laser com um comprimento de onda central de 800 nm, taxa de repetição de 76 MHz, e 200 de largura de pulso FSEC foi bem focada para cada um dos dispositivos fabricados (Figura 2a) e posicionado próximo do eléctrodo de contacto do ânodo para maximizar a radiação poder 13-15. Para maximizar a potência irradiada para o emissor convencional fotocondutor, o campo eléctrico óptica foi orientada para abranger todo o espaço entre o ânodo e os eléctrodos de contacto de cátodo. Para o emissor plasmônicos fotocondutor, o campo eléctrico é orientado perpendicularmente às grades metálicas. A potência gerada a partir de cada um dos terahertz emissor fotocondutor foi medida usando um detector piroeléctrico. Figura 2b mostra a radiação terahertz medido a partir dos emissores terahertz plasmônicos e convencional, enviesadas electricamente a 40 V, em diferentes potências ópticas de bomba. O inset curva mostra a fotocorrente correspondente. Um aumento de potência de radiação de mais de 33 observou-se a partir do emissor photoconductive plasmônica no 0 - 25 mW de potência da bomba óptica. Este aumento de potência de radiação significativa é devido aos níveis mais elevados de fotocorrente gerada quando empregando eletrodos de contato plasmônicos. Figura 2c mostra a radiação terahertz medida contra fotocorrente coletadas para os emissores terahertz plasmônicos e convencional. Os dados representados na trama inclui várias tensões de polarização (10 - 40 V), sob vários poderes bomba ópticos (5-25 mW). Os pontos de dados são todos curva montado na mesma linha com um declive de 2, confirmando a dependência quadrática da energia de radiação com a fotocorrente induzida e o facto de que todas as outras condições operacionais (incluindo as especificações de antena) são o mesmo para o convencional e plasmônicos protótipos emissor fotocondutor. Figura 2D mostra o poder enhanc terahertzfator ement definida como a razão entre a potência de terahertz emitida pelo emissor terahertz plasmônicos ao emissor terahertz convencional. Em níveis baixos ópticos bomba de alimentação e uma tensão de polarização de 30 V, potência fatores de valorização até 50 são observados. O fator de melhoria diminui ligeiramente a níveis de potência da bomba ópticos maiores e tensões viés mais elevados. Isto pode ser explicado pelo efeito de triagem do operador, que deve afectar o fotocondutor plasmônicos mais do que o fotocondutor convencional, uma vez que está a gerar mais fotocorrente e a separação de um maior número de pares de electrão-lacuna. Finalmente, a potência máxima de terahertz medida a partir dos emissores terahertz plasmônicos e convencional sob uma bomba mW óptico 100 (Fig. 2e). A tensão de polarização de cada dispositivo é aumentada até que o ponto de falha do dispositivo. No máximo, o emissor fotocondutiva plasmônicos produziu uma potência média de 250 μW, em comparação com o 12 μW do emissor fotocondutiva convencional10.

Figura 1
Figura 1. Diagrama esquemático e conceito de operação de emissores terahertz fotocondutores. (A) um emissor de terahertz photoconductive convencional. (B) A plasmônica photoconductive emissor terahertz incorporando eletrodos de contato plasmônicos. Clique aqui para ver a figura maior .

Figura 2
Figura 2. Comparação de emissores terahertz fotocondutores convencionais e plasmônica 10. (A) fabricadas imagens do dispositivo. (B) A radiação terahertz medido a partir da emissores terahertz plasmônicos e convencional, tendenciosas eletricamente a 40 V, sob vários poderes bomba ópticos. A inserção mostra a curva corresponding fotocorrente. (c) A radiação terahertz medida versus fotocorrente coletadas para os emissores terahertz plasmônicos e convencional. Os dados representados no gráfico inclui várias tensões de polarização (10 - 40 V), sob várias potências bomba ópticas (5-25 mW). (D) aumento de potência terahertz relativa definida como a razão entre a potência de terahertz emitida pelo emissor terahertz plasmônicos para o emissor terahertz convencional. (e) Potência máxima terahertz medido a partir dos emissores terahertz plasmônicos e convencional sob uma bomba óptico 100 mW. A tensão de polarização de cada dispositivo é aumentada até que o ponto de falha do dispositivo. No máximo, o emissor photoconductive plasmônica produziu uma potência média de 250 μW, em relação ao 12 μW do emissor photoconductive convencional. Clique aqui para ver a figura maior .

Figura 3. . Características espectrais da radiação plasmônicos emissor fotocondutiva espectro de radiação 10 é medido em resposta a um pulso de 200 óptico FSEC do Ti de modo bloqueado: safira com laser a 800 nm de comprimento de onda central e taxa de repetição de 76 MHz em uma configuração espectroscopia terahertz no domínio do tempo com detecção de electro-óptica. (a) de energia radiada no domínio do tempo. (b) potência radiada no domínio da freqüência. Os picos de radiação observados cerca de 0,35 e 0,55 THz THz estão associados com os picos de ressonância da antena de gravata-borboleta empregue, e o pico cerca de 0,1 THz radiação está associado com o pico de ressonância da antena dipolo formado pelas linhas bowtie antena de polarização. clique aqui para ver maior figura .

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Discussion

Neste artigo de vídeo, apresentamos uma nova técnica de geração de terahertz fotocondutivo que utiliza uma configuração de eléctrodo de contacto plasmônica para aumentar a eficiência da conversão óptica para terahertz por duas ordens de magnitude. O aumento significativo no poder de radiação terahertz dos apresentados emissores fotocondutores plasmônicos é muito importante para o futuro de alta sensibilidade terahertz imaging, espectroscopia e espectrometria de sistemas usados ​​para identificação química avançada, imagens médicas, biológicas sensing, astronomia, atmosférico sensing, rastreio de segurança e caracterização dos materiais.

O foco deste artigo vídeo tem sido a demonstração do impacto de eletrodos plasmônicos no aumento da fotocorrente induzida em fotocondutores ultra-rápidos ea potência irradiada de terahertz emissores terahertz fotocondutor. Assim, a escolha da arquitectura emissor fotocondutor, terahertz radiante da antena e de alimentação de polarizaçãoem nossa demonstração foi arbitrária, e o conceito de reforço pode ser aplicada de forma semelhante para aumentar o poder de emissores de radiação terahertz fotocondutoras com uma variedade de antenas terahertz com e sem eléctrodos interdigitados de contacto, bem como a área de grandes emissores terahertz fotocondutores em ambos pulsado e contínuo operação de onda. A este respeito, o poder dos nossos protótipos de dispositivos de saída pode ser melhorada através do uso de cavidades de ressonância 3, 16, de dispositivos de grandes áreas activas 17-22 e antenas com maior resistência à radiação e largura de banda 23, 24. Além disso, o mecanismo de aumento de eficiência quântica descrito no fotocondutores plasmonic pode ser usado para aumentar a sensibilidade dos detectores terahertz fotocondutoras responsividade e de detecção, bem como 25-27.

Deve notar-se que a etapa mais importante para a aplicação de desempenho plasmônicos fotocondutoras emissores de alta terahertz é patterning os eletrodos de contato plasmônicos. Por um lado, a absorção óptica da bomba maior e, assim, maior eficiência de conversão óptica para terahertz pode ser alcançada através da utilização de maiores de proporção plasmônicos eléctrodos de contacto. Por outro lado, levantando os recursos metálicos de espessura com tamanhos recurso nano-escala é um desafio, pois requer grosso resistir camadas e, portanto, a maior proporção dos eletrodos de contato plasmônicos aspecto é limitada à resolução dos actuais ferramentas de litografia de feixe de elétrons.

Acreditamos que o nosso trabalho vai evoluir no futuro próximo para empurrar a eficiência dos emissores fotocondutores plasmônicos conversão óptico-to-terahertz por mais de três ordens de magnitude. A este respeito, a utilização de eléctrodos de contacto de relação de aspecto elevadas plasmônicos incorporados dentro da foto absorção de semicondutor 28-30 permite o transporte de ultra-rápida da maioria dos photocarriers aos eléctrodos de contacto fotocondutoras e seus contri eficientebuição para a geração de terahertz. A utilização de eléctrodos de contacto de relação de aspecto elevadas plasmônicos incorporados dentro da foto absorção de semicondutores também elimina a necessidade para a utilização de semicondutores vida transportadora curtos, os quais são usados ​​para a supressão da corrente DC de emissores fotocondutoras (em geral), e para impedir interferências destrutivas indesejáveis ​​em contínuo fotocondutores emissores de onda (em específico). Eliminando a necessidade do uso de semicondutores vida transportadora curtas, que têm menores mobilidades de transporte e condutividade térmica 31 em comparação com semicondutores cristalinos de alta qualidade, teria um impacto importante sobre o futuro de alta potência e eficiência fotocondutores emissores de alta terahertz. Ele também pode levar a uma nova geração de emissores terahertz fotocondutores baseada na foto de absorção de semicondutores com funcionalidades únicas (por exemplo, emissores fotocondutores baseados em grafeno que se beneficiam de mobilidades de transporte superiores ou emissor photoconductive baseada GaNs que se beneficiam da condutividade térmica superior).

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Disclosures

Não há conflitos de interesse declarados.

Acknowledgments

Os autores gostariam de agradecer a Picometrix para fornecer o substrato LT-GaAs e agradecem o apoio financeiro de Michigan Espaço Grant Consortium, DARPA Prêmio Jovem Faculdade gerido pelo Dr. João Albrecht (contrato # N66001-10-1-4027), NSF CARREIRA Prêmio gerido pelo Dr. Samir El-Ghazaly (contrato # N00014-11-1-0096), ONR Young Investigator Award gerido pelo Dr. Paul Maki (contrato # N00014-12-1-0947), e ARO Young Investigator Award gerido pela Dr. Dev Palmer (contrato # W911NF-12-1-0253).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Reagent
Polymethyl Methacrylate (PMMA) MicroChem 950K PMMA A4
Hexamethyldisilazane (HMDS) Shin-Etsu MicroSI MicroPrime HP Primer
Optical Photoresist Dow Chemical Megaposit SPR 220-3.0
Photoresist Developer AZ Electronic Materials AZ 300 MIF Developer
Methyl Iso-Butyl Keytone (MIBK) Avantor Performance Materials 9322-03
Equipment
Ti:Sapphire Mode-Locked Laser Coherent MIRA 900D V10 XW OPT 110V
Pyr–lectric Detector Spectrum Detector SPI-A-65 THz
Electron-Beam Lithography Tool JEOL JBX-6300-FS
Plasma Stripper Yield Engineering Systems YES-CV200RFS
Metal Evaporator Denton Vacuum SJ-20
Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition Tool GSI GSI PECVD System
Projection Lithography Stepper GCA AutoStep 200
Reactive Ion Etcher LAM Research 9400
Parameter Analyzer Hewlett Packard 4155A
Optical Chopper Thorlabs MC2000
Lock-in Amplifier Stanford Research Systems SR830
Electrooptic Modulator Thorlabs EO-AM-NR-C2
Motorized Linear Stage Thorlabs NRT100

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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