GENERATION OF THz RADIATION DUE TO
2D-PLASMA OSCILLATIONS
IN INTERDIGITATED GaN QUANTUM WELL STRUCTURES AT ROOM TEMPERATURE
A. Penot
a, J. Torres
a, P. Nouvel
a, L.
Varani
a, F. Teppe
b, C. Consejo
b, N.
Dyakonova
b , W. Knap
b, Y. Cordier
c, S. Chenot
c
, M. Chmielowska
c,
P. Shiktorov
d, E. Starikov
d, and V. Gružinskis
d
aInstitut d’Electronique du Sud UMR 5214 – TeraLab,
Université Montpellier 2, France
bLaboratoire Charles Coulomb UMR 5221 – TeraLab,
Université Montpellier 2, France
cCentre de Recherche sur l’Hétéro-Épitaxie et ses
Applications – UPR 10, Valbonne, France
dSemiconductor Physics Institute, Center for Physical
Sciences and Technology, A. Goštauto 11, LT-01108 Vilnius, Lithuania
E-mail: pavel@pav.pfi.lt
Received 18 November 2013; accepted 4 December 2013
We report on room temperature
electrically-induced terahertz emission from interdigitated GaN quantum
well structures. The emission spectrum has been analysed in a Michelson
interferometer using a 4K-Si bolometer as a terahertz detector. A
resonant peak at the frequency of around 3 THz was observed in emission
spectra. A threshold behaviour of the resonance with
respect to applied voltage takes place. By using the proposed
analytical model
the measured/observed experimentally resonant behaviour of emission
spectra
is interpreted as a result of ungated stream-plasma instability in the
channel.
Keywords:
plasma waves, terahertz radiation emission
PACS: 72.20.Ht, 72.30.+q
2D PLAZMOS VIRPESIŲ SUKELTAS THZ
SPINDULIUOTĖS GENERAVIMAS
SUNERTŲ PIRŠTŲ PAVIDALO GaN DARINIUOSE SU KVANTINIAIS ŠULINIAIS
KAMBARIO TEMPERATŪROJE
A. Penota, J. Torresa, P. Nouvela, L.
Varani a, F. Teppeb, C. Consejob, N.
Dyakonova
b , W. Knapb, Y. Cordierc, S. Chenotc
, M. Chmielowskac,
P. Šiktorovd, E. Starikovd, V. Gružinskisd
aMonpeljė II universiteto Pietinis elektronikos
institutas, Monpeljė, Prancūzija
bMonpeljė II universiteto Šarlio Kulono laboratorija,
Monpeljė, Prancūzija
cHeteroepitaksijos tyrimų ir pritaikymo centras, Valbone,
Prancūzija
dFizinių ir technologijos mokslų centro Puslaidininkių
fizikos institutas, Vilnius, Lietuva
Kambario temperatūroje tirta
elektriškai indukuota terahercinė emisija iš sunertų pirštų pavidalo
GaN darinių su kvantiniais šuliniais. Emisijos spektras buvo ištirtas
Maikelsono interferometru naudojant 4K-Si bolometrą. THz emisija iš GaN
darinių su kvantiniais šuliniais turi slenkstinį pobūdį pridėtos
nuostoviosios įtampos atžvilgiu. Pademonstruota emisijos dažnio
derinimo galimybė nuo 2,9 iki 3,4 THz. Mūsų pasiūlytas analitinis
modelis gerai aprašo tiriamo darinio emisijos rezonanso dažnį,
išmatuotą
f ≈ 3 THz dažnio aplinkoje. Sutinkamai su šiuo modeliu nustatėme,
kad
rezonansas atsiranda dėl 2D plazminių bangų terminio sužadinimo δ
sluoksnyje su erdvinių osciliacijų periodu apie 2 μm.
References
/ Nuorodos
[1] A. Redo-Sanchez and X. Zhang, IEEE J. Select. Topics Quant.
Electron.
14, 260 (2008),
http://dx.doi.org/10.1109/JSTQE.2007.913959
[2] J.A. Zeitler and L.F. Gladden, Eur. J. Pharm. Biopharm.
71, 2 (2009),
http://dx.doi.org/10.1016/j.ejpb.2008.08.012
[3] P.H. Siegel, IEEE Trans. MTT
52,
2438 (2004),
http://dx.doi.org/10.1109/TMTT.2004.835916
[4] D. Dragoman and M. Dragoman, Progr. Quant. Electron.
28, 1 (2004),
http://dx.doi.org/10.1016/S0079-6727(03)00058-2
[5] M. Tonouchi, Nat. Photon.
1,
97 (2007),
http://dx.doi.org/10.1038/nphoton.2007.3
[6] J. Federici and L. Moeller, J. Appl. Phys. 107, 111101 (2010),
http://dx.doi.org/10.1063/1.3386413
[7] S. Pearton, F. Ren, A. Zhang, and K. Lee, Mater. Sci. Eng. R
30, 55 (2000),
http://dx.doi.org/10.1016/S0927-796X(00)00028-0
[8] V.N. Sokolov, K.W. Kim, A.A. Kochelap, and D.L. Woolard, Appl.
Phys. Lett.
84, 3630 (2004),
http://dx.doi.org/10.1063/1.1738518
[9] W. Zhang, A.K. Azad, and Grischkoowsky, Appl. Phys. Lett.
82, 2841 (2003),
http://dx.doi.org/10.1063/1.1569988
[10] T. Nagashima, K. Takata, S. Nashima, H. Harima, and M. Hangyo,
Jpn. J. Appl. Phys.
44, 926
(2005),
http://dx.doi.org/10.1143/JJAP.44.926
[11] M. Dyakonov and M. Shur, Phys. Rev. Lett.
71, 2465 (1993),
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.71.2465
[12] N. Dyakonova, A. El Fatimy, J. Łusakowski, W. Knap, M.I. Dyakonov,
M.-A. Poisson, E. Morvan, S. Bollaert, A. Shchepetov, Y. Roelens, Ch.
Gaquiere, D. Theron, and A. Cappy, Appl. Phys. Lett.
88, 141906 (2006),
http://dx.doi.org/10.1063/1.2191421
[13] M. Dyakonov and M.S. Shur, Appl. Phys. Lett.
87, 111501 (2005),
http://dx.doi.org/10.1063/1.2042547
[14] V.V. Popov, O.V. Polischuk, and M.S. Shur, J. Appl. Phys.
98, 033510 (2005),
http://dx.doi.org/10.1063/1.1954890
[15] A. Satou, V. Ryzhii, I. Khmyrova, M. Ryzhii, and M.S. Shur, J.
Appl. Phys.
95, 2084 (2004),
http://dx.doi.org/10.1063/1.1641953
[16] Y. Cordier, M. Azize, N. Baron, S. Chenot, O. Tottereau, and J.
Massies, J. Cryst. Growth
309,
1 (2007),
http://dx.doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2007.09.023
[17] P. Shiktorov, E. Starikov, V. Gružinskis, T. Gonzáles, J. Mateos,
D. Pardo, L. Reggiani, L. Varani, and J.-C. Vaissière, Riv. Nuovo
Cimento
9, 1 (2001),
http://en.sif.it/journals/ncr/econtents/2001/024/09/article/0