Обнаружение “медленного” света в спектрах фототока в слоях квантовых точек Ge/Si, сопряженных с фотонным кристаллом
- Авторы: Якимов А.И.1, Кириенко В.В.1, Двуреченский А.В.1,2, Уткин Д.Е.1,2
-
Учреждения:
- Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения РАН
- Новосибирский государственный университет
- Выпуск: Том 118, № 3-4 (8) (2023)
- Страницы: 240-244
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0370-274X/article/view/141950
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1234567823160036
- EDN: https://elibrary.ru/ISYOFO
- ID: 141950
Цитировать
Аннотация
Исследованы спектральные характеристики фототока в ближней инфракрасной области в вертикальных Ge/Si pin фотодиодах с квантовыми точками Ge, встроенными в двумерный фотонный кристалл. Из зависимостей фототока от угла падения света определены дисперсионные соотношения для блоховских фотонных мод, взаимодействие с которыми приводит к резонансному увеличению чувствительности фотодиодов. На дисперсионных характеристиках обнаружены участки, характеризующиеся групповой скоростью фотонов, стремящейся к нулю. Установлено, что максимальное усиление фототока, достигающее значений ∼ 60 относительно фотодиода без фотонного кристалла, является результатом взаимодействия квантовых точек с “медленными” блоховскими модами.
Об авторах
А. И. Якимов
Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения РАН
Email: yakimov@isp.nsc.ru
В. В. Кириенко
Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения РАН
А. В. Двуреченский
Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения РАН;Новосибирский государственный университет
Д. Е. Уткин
Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения РАН;Новосибирский государственный университет
Список литературы
- А. И. Аржанов, А. О. Севостьянов, К. А. Магарян, К. Р. Каримуллин, А. В. Наумов, Фотоника 15, 622 (2021).
- А. И. Аржанов, А. О. Севостьянов, К. А. Магарян, К. Р. Каримуллин, А. В. Наумов, Фотоника 16, 96 (2022).
- S. Tong, J. L. Liu, J. Wan, and K. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 80, 1189 (2002).
- A. Alguno, N. Usami, T. Ujihara, K. Fujiwara, G. Sazaki, K. Nakajima, and Y. Shiraki, Appl. Phys. Lett. 83, 1258 (2003).
- A. Elfving, G. V. Hansson, and W.-X. Ni, Physica E 16, 528 (2003).
- A. I. Yakimov, V. V. Kirienko, V. A. Armbrister, A. A. Bloshkin, and A. V. Dvurechenskii, Mater. Res. Express 3, 105032 (2016).
- K. Brunner, Rep. Prog. Phys. 65, 27 (2002).
- O. G. Schmidt, K. Eberl, and Y. Rau, Phys. Rev. B 62, 16715 (2000).
- D. Gru¨tzmacher, T. Fromherz, C. Dais, J. Stangl, E. Mu¨ller, Y. Ekinci, H. Solak, H. Sigg, R. Lechner, E. Wintersberger, S. Birner, V. Holy', and G. Bauer, Nano Lett. 7, 3150 (2007).
- A. I. Yakimov, V. V. Kirienko, A. A. Bloshkin, A. V. Dvurechenskii, and D. E. Utkin, J. Appl. Phys. 128, 143101 (2020).
- А. И. Якимов, А. А. Блошкин, В. В. Кириенко, А. В. Двуреченский, Д. Е. Уткин, Письма в ЖЭТФ 113, 501 (2021).
- J. L. Donnelly, B. C. P. Sturmberg, K. B. Dossou, L. C. Botten, A. A. Asatryan, C. G. Poulton, R. C. McPhedran, and M. de Sterke, Opt. Express 22, A1343 (2014).
- Y. Gao, H. Cansizoglu, K. G. Polat, S. Ghandiparsi, A. Kaya, H. H. Mamtaz, A. S. Mayet, Y. Wang, X. Zhang, T. Yamada, E. Ponizovskaya Devine, A. F. Elrefaie, S. Y. Wang, and M. S. Islam, Nat. Photonics 11, 301 (2017).
- H. Cansizoglu, C. Bartolo-Perez, Y. Gao, E. Ponizovskaya Devine, S. Ghandiparsi, K. G. Polat, H. H. Mamtaz, T. Yamada, A. F. Elrefaie, S. Y. Wang, and M. S. Islam, Photonics Res. 6, 734 (2018).
- S. Ghandiparsi, A. F. Elrefaie, A. S. Mayet, T. Landolsi, C. Bartolo-Perez, H. Cansizoglu, Y. Gao, H. H. Mamtaz, H. R. Golgir, E. Ponizovskaya Devine, T. Yamada, S. Y. Wang, and M. S. Islam, J. Light. Technol. 37, 5748 (2019).
- H. Zhou, S. Xu, Y. Lin, Y. C. Huang, B. Son, Q. Chen, X. Guo, K. H. Lee, S. C. K. Gon, X. Gong, and C. S. Tan, Opt. Express 28, 10280 (2020).
- H. Cansizoglu, E. Ponizovskaya Devine, Y. Gao, S. Ghandiparsi, T. Yamada, A. F. Elrefaie, S. Y. Wang, and M. S. Islam, IEEE Trans. Electron Devices 65, 372 (2018).
- T. Yamada, E. Ponizovskaya Devine, S. Ghandiparsi, C. Bartolo-Perez, A. S. Mayet, H. Cansizoglu, Y. Gao, A. Ahamed, S. Y. Wang, and M. S. Islam, Nanotechnology 32, 365201 (2001).
- C. Bartolo-Perez, S. Chandiparsi, A. S. Mayet, H. Cansizoglu, Y. Gao, W. Qarony, A. Ahamed, S. Y. Wang, S. R. Cherry, M. S. Islam, and G. Arino-Estrada, Opt. Express 29, 19024 (2021).
- Yu. V. Dvuzhilova, I. S. Dvuzhilov, and M. B. Belonenko, Bull.Russ. Acad. Sci.: Phys. 85, 1354 (2021).
- П. С. Емельянцев, Н. И. Пышков, С. Е. Свяховский, Письма в ЖЭТФ 117, 826 (2023).
- A. I. Yakimov, V. V. Kirienko, D. E. Utkin, and A. V. Dvurechenskii, Nanomaterials 12, 2993 (2022).
- D. Duch'e, L. Escoubas, J. J. Simon, P. Torchio, W. Vervisch, and F. Flory, Appl. Phys. Lett. 92, 193310 (2008).
- J. D. Joannopoulos, S. G. Johnson, J. N. Winn, and R. D. Meade, Photonic crystals: Molding the ow of light, Princeton University Press, Princeton (2008).
- T. Baba, Nat. Photonics 2, 465 (2008).
- И. А. Колмычек, И. В. Малышева, В. Б. Новиков, А. И. Майдыковский, А. П. Леонтьев, К. С. Напольский, Т. В. Мурзина, Письма в ЖЭТФ 114, 727 (2021).
- А. И. Якимов, А. В. Двуреченский, А. И. Никифоров, С. В. Чайковский, С. А. Тийс, ФТП 37, 1383 (2003).
- A. I. Yakimov, V. V. Kirienko, V. A. Armbrister, A. A. Bloshkin, and A. V. Dvurechenskii, Appl. Phys. Lett. 112, 171107 (2018).
- K. Zang, X. Jiang, Y. Huo, X. Ding, M. Morea, X. Chen, C. Y. Lu, J. Ma, M. Zhou, Z. Xia, Z. Yu, T. I. Kamins, Q. Zhang, and J. S. Harris, Nat.Commun. 8, 628 (2017).
- H. Shigeta, M. Fujita, Y. Tanaka, A. Oskooi, H. Ogawa, Y. Tsuda, and S. Noda, Appl. Phys. Lett. 101, 161103 (2012).
- Ю. М. Серов, А. И. Галимов, А. А. Торопов, Известия Российской академии наук. Серия физическая 87, 885 (2023).