Low-temperature properties of a silicon-based sub-THz detector

A. R. Khisameeva; Хисамеева А. Р.; A. V. Shchepetilnikov; Щепетильников А. В.; Ya. V. Fedotova; Федотова Я. В.; A. A. Dremin; Дрёмин А. А.; I. V. Kukushkin; Кукушкин И. В.

doi:10.31857/S0367676522700326

Низкотемпературные свойства кремниевого детектора суб-терагерцового излучения

Авторы: Хисамеева А.Р.¹, Щепетильников А.В.¹, Федотова Я.В.¹, Дрёмин А.А.¹, Кукушкин И.В.¹
Учреждения:
1. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук
Выпуск: Том 87, № 2 (2023)
Страницы: 172-176
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/0367-6765/article/view/135268
DOI: https://doi.org/10.31857/S0367676522700326
EDN: https://elibrary.ru/AEANFW
ID: 135268

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Свойства плазмонного детектора субтерагерцового излучения на основе кремния изучены в широком диапазоне температур, вплоть до азотной. Получены температурные зависимости чувствительности детектора, а также изучены его шумовые характеристики. Частотная зависимость чувствительности в диапазоне 70–120 ГГц была получена при комнатной температуре, при этом максимальное значение чувствительности, достигаемое на частоте 96 ГГц, составляло 25 В/Вт. Шумовой эквивалент мощности исследуемого детектора был оценен в предположении, что основным источником шума является шум Найквиста, и изменялся от значения 2 ⋅ 10^–10 Вт ⋅ Гц^–1/2 при комнатной температуре вплоть до 2 ⋅ 10^–11 Вт ⋅ Гц^–1/2 при температуре жидкого азота. Дополнительно были исследованы вольтамперные характеристики суб-ТГц детектора. Обнаружено, что в дифференциальном сопротивлении и чувствительности возникает особенность в зависимости от приложенного постоянного напряжения при переходе от комнатной температуры к азотной.

Список литературы

Shuvaev A., Muravev V.M., Gusikhin P.A. et al. // Phys. Rev. Lett. 2021. V. 126. No. 13. Art. No. 136801.
Siegel P.H. // IEEE Trans. Microwave Theory Techn. 2004. V. 52. No. 10. P. 2438.
Siegel P.H. // IEEE Trans. Antennas Propag. 2007. V. 55. No. 11. P. 2957.
Federici J., Moeller L. // J. Appl. Phys. 2010. V. 107. No. 11. P. 6.
Song H.J., Nagatsuma T. // IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 2011. V. 1. No. 1. P. 256.
Koenig S., Lopez-Diaz D., Antes J. et al. // Nature Photon. 2013. V. 7. No. 12. P. 977.
Chen Z., Ma X., Zhang B. et al. // China Commun. 2019. V. 16. No. 2. P. 1.
Ogawa Y., Kawase K., Yamashita M. et al. // Proc. CLEO. V. 1. (Sun Francisco, 2004). P. 3.
Shen Y.C., Lo A.T., Taday P.F. et al. // Appl. Phys. Lett. 2005. V. 86. No. 24. Art. No. 241116.
Tzydynzhapov G., Gusikhin P., Muravev V. et al. // J. Infrared Millim. Terahertz Waves. 2020. V. 41. No. 6. P. 632.
Shchepetilnikov A.V., Gusikhin P.A., Muravev V.M. et al. // Appl. Opt. 2021. V. 60. No. 33. Art. No. 10448.
Dyakonov M.I., Shur M.S. //IEEE Trans. Electron Devices. 1996. V. 43. No. 10. P. 1640.
Lü J.Q., Shur M.S. // Appl. Phys. Lett. 2001. V. 78. No. 17. P. 2587.
Fetterman H.R., Clifton B.J., Tannenwald P.E. et al. // Appl. Phys. Lett. 1974. V. 24. No. 2. P. 70.
Karasik B.S., Sergeev A.V., Prober D.E. // IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 2011. V. 1. No. 1. P. 97.
Whatmore R.W. // Rep. Prog. Phys. 1986. V. 49. No. 12. P. 1335.
Fernandes L.O.T., Kaufmann P., Marcon R. et al. // Proc. XXXth URSI GASS. (Istanbul, 2011). P. 1.
Muravev V.M., Gusikhin P.A., Andreev I.V. et al. // Phys. Rev. Lett. 2015. V. 114. No. 10. Art. No. 106805.
Muravev V.M., Gusikhin P.A., Zarezin A.M. et al. // Phys. Rev. B. 2019. V. 99. No. 24. Art. No. 241406.
Muravev V.M., Kukushkin I.V. // Appl. Phys. Lett. 2012. V. 100. No. 8. Art. No. 082102.
Муравьев В.М., Соловьев В.В., Фортунатов А.А. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2016. Т. 103. № 12. С. 891; Muravev V.M., Solov’ev V.V., Fortunatov A.A. et al. // JETP Lett. 2016. V. 103. No. 12. P. 792.
Shchepetilnikov A.V., Kaysin B.D., Gusikhin P.A. et al. // Opt. Quantum Electron. 2019. V. 51. No. 12. P. 1.
Shchepetilnikov A.V., Gusikhin P.A., Muravev V.M. et al. // J. Infrared Millim. Terahertz Waves. 2020. V. 41. No. 6. P. 655.