Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics, 22 (2), P. 237-251(2019).
DOI: https://doi.org/10.15407/spqeo22.02.237
Взаємодія субтерагерцового випромінювання з плазмонними ґратковими структурами на основі низьколегованих AlGaN/GaN гетероструктур. Вимірювання методом спектроскопії часового розділення та електродинамічне моделювання
В.В. Коротєєв1, Ю.М. Лящук1, В.О. Кочелап1, L. Varani2, D. Coquillat3, С. Данилюк4, S. Brose4, S.A. Vitusevich5
2Institute of Electronics and Systems, UMR CNRS 5214, University of Montpellier, France
3Laboratoire Charles Coulomb, UMR CNRS 5221, University of Montpellier, France
4Chair for the Technology of Optical Systems, RWTH Aachen University, 52074 Aachen, Germany Chair for the Technology of Optical Systems, RWTH Aachen University, 52074 Aachen, Germany
5Bioelectronics (ICS-8), Forschungszentrum Jülich, D-52425 Jülich, Germany
Е-mail: koroteev@ukr.net
Анотація. Наведено результати вимірювань, виконаних методом терагерцової спектроскопії часового розділення, і строгого електродинамічного моделювання оптичних характеристик плазмонних структур, які складаються з металевої ґратки та низьколегованої AlGaN/GaN гетероструктури з двовимірним електронним газом у частотному діапазоні 0.1–1.5 ТГц. Досліджено два зразки з різним заповненням ґратки (ширина смужки/період) 2.4/3 i 1.2/1.5 μm. Виміряний спектр було відтворено в обчисленнях з великою точністю. Спектр пропускання для р-поляризованого випромінювання характеризується осцилюючою поведінкою через наявність резонансів Фабрі–Перо, зумовлених оптично товстою підкладкою. Конкретні значення амплітуди і спектральне положення максимумів пропускання пов’язані з резонансною взаємодією терагерцового випромінювання з 2D-електронним газом внаслідок збудження плазмонів. Обчислення і вимірювання проходження/відбиття вказують на те, що плазмонні структури з мікронною металевою ґраткою мають у три рази більше нерезонансне поглинання терагерцового випромінювання у порівнянні з гетероструктурою без ґратки. Поляризаційні вимірювання спектрів проходження для плазмонної структури добре узгоджуються з обчисленнями і вказують на виражений фільтруючий ефект для s-компоненти падаючої електромагнітної хвилі. Отримані значення проходження для s- і p-поляризованого випромінювання з відношенням ослаблення 80:1 свідчать про високу якість осадженої металевої ґратки в діапазоні від суб-ТГц до декількох ТГц.
Ключові слова: ТГц спектроскопія часового розділення, плазмонна структура, AlGaN, металева ґратка.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.