UVELIChENIE EFFEKTIVNOSTI POGLOShchENIYa ShIROKOPOLOSNOGO SUBTERAGERTsOVOGO IZLUChENIYa V REZONANSNYKh GETEROSTRUKTURAKh GRAFEN–DIELEKTRIK

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Рассматривается возможность увеличения эффективности работы детекторов субтерагерцового диапазона частот. Предлагаемый метод основан на использовании резонансных гетероструктур из монослоев графена вместо привычных слоев металла или сильнолегированного полупроводника в качестве поглотителя электромагнитной энергии и слоя диэлектрика с подобранными параметрами, что, в частности, ведет к миниатюризации детектирующего устройства, а также позволяет сформировать широкие спектральные полосы эффективного (на уровне 90% и выше) поглощения сигнала.

References

  1. F. Simoens, in Physics and Applications of Terahertz Radiation, ed. by M. Perenzoni and D. J. Paul, Springer (2014), p. M. van Exter, C. Fattinger, and D. Grischkowsky, Opt. Lett. 14, 1128 (1989).
  2. D. Turton, H. Senn, T. Harwood, A. J. Lapthorn, E. M. Ellis, and K. Wynne Nat. Commun. 5, 3999 (2014).
  3. T. Zhang, Z. Zhang, and M. A. Arnold, Appl. Spectrosc. 73, 253 (2019).
  4. M. C. Nuss and J. Orenstein, in Millimeter and Submillimeter Wave Spectroscopy of Solids, ed. by G. Gru¨ner, Springer (2007), p. Z. Zhu, C. Cheng, C. Chang, G. Ren, J. Zhang, Y. Peng, J. Han, and H. Zhao, Analyst. 144, 2504 (2019).
  5. R. Appleby and R. N. Anderton, Proc. IEEE 95, 1683 (2007).
  6. H.-B. Liu, H. Zhong, N. Karpowicz, Y. Chen, and X.-C. Zhang, Proc. IEEE 95, 1514 (2007).
  7. S. K. Mathanker, P. R. Weckler, and N. Wang, Trans. ASABE 56, 1213 (2013).
  8. K. Ahi and M. Anwar, SPIE Proc. 9856, 31 (2016).
  9. J. B. Jackson, J. Bowen, G. Walker, J. Labaune, G. Mourou, M. Menu, and K. Fukunaga, IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 1, 220 (2011).
  10. T. Hofmann, C. M. Herzinger, A. Boosalis, T. E. Tiwald, J. A. Woollam, and M. Schubert, Rev. Sci. Instrum. 81, 023101 (2010).
  11. Q. Wang, E. Plum, Q. Yang, X. Zhang, Q. Xu, Y. Xu, J. Han, and W. Zhang, Light Sci. Appl. 7, 25 (2018).
  12. C. E. Groppi and J. H. Kawamura, IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 1, 85 (2011).
  13. L. S. Revin, D. A. Pimanov, A. V. Blagodatkin, A. V. Gordeeva, A. L. Pankratov, A. V. Chiginev, I. V. Rakut’, V. O. Zbrozhek, L. S. Kuzmin, S. Masi, and P. de Bernardis, Appl. Sci. 11, 10746 (2021).
  14. https: // www.statista.com/statistics/871513/worldwide-data-created/
  15. T. S. Rappaport, Y. Xing, O. Kanhere et al., IEEE Access 7, 78729 (2019).
  16. K. B. Letaief, W. Chen, Y. Shi, J. Zhang, and Y.-J. A. Zhang, IEEE Commun. Mag. 57, 84 (2019).
  17. А. Я. Шик, ФТП 29, 8 (1995).
  18. A. V. Chaplik and M. V. Entin. Adv. Semicond. Nanostruct. 3, 28 (2017).
  19. A. M. Zarezin, V. M. Muravev, P. A. Gusikhin, A. A. Zabolotnykh, V. A. Volkov, and I. V. Kukushkin, Phys. Rev. B 105, L041403 (2022).
  20. F. Koppens, T. Mueller, P. Avouris, A. C. Ferrari, M. S. Vitiello, and M. Polini, Nat. Nanotechnol. 9, 780 (2014).
  21. M. Dyakonov and M. Shur, IEEE Trans. Electron Devices 43, 380 (1996).
  22. D. A. Bandurin, D. Svintsov, I. Gayduchenko et al., Nat. Commun. 9, 5392 (2018).
  23. A. Shabanov, M. Moskotin, V. Belosevich, Y. Matyushkin, M. Rybin, G. Fedorov, and D. Svintsov, Appl. Phys. Lett. 119, 163505 (2021).
  24. E. Titova, D. Mylnikov, M. Kashchenko, I. Safonov, S. Zhukov, K. Dzhikirba, K. S. Novoselov, D. A. Bandurin, G. Alymov, and D. Svintsov, ACS Nano 17, 8223 (2023).
  25. F. Joint, K. Zhang, J. Poojali, D. Lewis, M. Pedowitz, B. Jordan, G. Prakash, A. Ali, K. Daniels, R. L. Myers-Ward, T. E. Murphy, and H. D. Drew, ACS Appl. Electron. Mater. 6, 4819 (2024).
  26. А. Е. Щеголев, А. М. Попов, А. В. Богацкая, П. М. Никифорова, М. В. Терешонок, Н. В. Кленов, Письма в ЖЭТФ 111, 443 (2020) [A. E. Shchegolev, A. M. Popov, A. V. Bogatskaya, P. M. Nikiforova, M. V. Tereshonok, and N. V. Klenov, JETP Lett. 111, 371 (2020)].
  27. A. V. Bogatskaya, N. V. Klenov, A. M. Popov, A. E. Schegolev, P. A. Titovets, and M. V. Tereshonok, Sensors 23, 1549 (2023).
  28. A. V. Bogatskaya, N. V. Klenov, A. M. Popov, A. E. Schegolev, P. A. Titovets, M. V. Tereshonok, and D. S. Yakovlev, Nanomaterials 14, 00141 (2024).
  29. C. S. R. Kaipa, A. B. Yakovlev, G. W. Hanson, Y. R. Padooru, F. Medina, and F. Mesa, Phys. Rev. B 85, 245407 (2012).
  30. О. А. Голованов, Г. С. Макеева, В. В. Вареница, Изв. вузов. Поволжский регион. Физ.-мат. науки 4, 108 (2014).
  31. G. W. Hanson, J. Appl. Phys. 103, 064302 (2008).
  32. V. P. Gusynin, S. G. Sharapov, and J. P. Carbotte, J. Phys.: Condens. Matter 19, 026222 (2007).
  33. X.-H. Deng, J.-T. Liu, J. Yuan, T-B. Wang, and N.H. Liu, Opt. Express 22, 30177 (2014).
  34. W. Wang, S. P. Apell, and J. M. Kinaret, Phys. Rev. B 86, 125450 (2012).
  35. T. Zhan, X. Shi, Y. Dai, X. Liu, and J. Zi, J. Phys.: Condens. Matter 25, 215301 (2013).
  36. А. В. Богацкая, Н. В. Кленов, П. М. Никифорова, А. М. Попов, А. Е. Щеголев, Письма в ЖТФ 47 (17), 50 (2021) [A. V. Bogatskaya, N. V. Klenov, P. M. Nikiforova, A. M. Popov, and A. E. Schegolev, Tech. Phys. Lett. 47 893 (2021)].
  37. A. H. Castro Neto, F. Guinea, N. M. R. Peres, K. S. Novoselov, and A. K. Geim, Rev. Mod. Phys. 81, 109 (2009).
  38. K. Rasilainen, T. D. Phan, M. Berg, A. P¨arssinen, and P. J. Soh, IEEE J. Sel. Areas Commun. 41, 2530 (2023).
  39. S. R. Moon, E. S. Kim, M. Sung, H. Y. Rha, E. S. Lee, I. M. Lee, K. H. Park, J. K. Lee, and S. H. Cho, J. Lightwave Technol. 40, 499 (2022).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Note

In the print version, the article was published under the DOI: 10.31857/S0044451025020038


Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).