استفاده از ساختار توری گیت درآشکارساز تراهز پلاسمونیک با ترانزیستور اثر میدانی

آشکارسازهای امواج تراهرتز دارای نقش کلیدی در طیف وسیعی از زمینه های کاربردی هستند. بنابراین اهمیت توسعه فناوری های الکترواپتیکی جهت آشکارسازی گسیل های تراهرتز، غیر قابل چشم پوشی می باشد. و نیز در سال های اخیر تولید و آشکارسازی پالس های تراهرتز به دلیل کاربرد گسترده آن ها در طیف سنجی و مطالعه پدیده های فوق سریع مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است. در این میان علم پلاسمونیک بستر مناسبی را برای ساخت آشکار سازهایی با ابعاد بسیار کوچک راندمان و سرعت بسیار بالا فراهم کرده است. این مقاله به مرور و بررسی تئوری و شبیه سازی آشکارساز تراهرتز پلاسمونیک با استفاده از دو توری(گریتینگ)باساختار نامتقارندر گیت ترانزیستور پرداخته است. برای این منظور ابتدا توضیحی در مورد الکترونیک پلاسمونیک داده می شود سپس به بررسی فت با کانال گیت متشکل از دو گریتینگ با عرض ها و ساختار متناوب می پردازیم، و به آن ها ولتاژهای متفاوتی اعمال کردیم. جنس ساختار پیشنهادی را InAlAs /InGaAs /InPدر نظر گرفتیم که برای ساختاری پیشنهادی ولتاژ آستانهاندازه گیری شده برابر3.23–ولت شد. فرض کردیم که موج تخت با زاویه فرکانسی در رنج تراهرتز وبا پلاریزه میدان الکتریکی عبوری عمود، بر ساختار طرح برخورد کند. پاسخ پلاسمونیک در کانال های فت را که از دینامیک غیرخطی دو بعدی چگالی الکترون سرچشمه می گیرند از حل معادلات هیدرودینامیک بدست آوردیم. و فرض کردیم که پاسخ فرکانسی پلاسمون در کانال فت برابر فرکانس تراهرتز باشد. در نهایت پاسخ آشکارسازی با بیش از kv/w8 در دمای اتاق بدست آمد، که این مقدار نسبت به آشکارسازهای سرد نشده پلاسمونیک پیشین مقدار بزرگی است. که این مقدار بزرگ بدون استفاده از آنتن کمکی بدست آمد. چرا که آرایه ای از توری ها مانند آنتن عمل می کنند و امکان تزویج مؤثر بین اشعه تراهرتز ورودی به نوسان های پلاسما در ساختار کانال را فراهم می آورد. جریان نوری را می توان به عنوان یک نتیجه از اثر پلاسما الکتروستاتیک در کانال دو بعدی با چگالی الکترون ناهمگن دانست.

کلیدواژه ها:

آشکار ساز ترا هرتز ، امواج تراهرتز ، پلاسمونیک ، الکترون دو بعدی سیال ، آشکار ساز ترانزیستوری