Intensive wellenleitergebundene Terahertz-Strahlenquelle auf InN-Basis

基于 InN 的强波导束缚太赫兹辐射源

基本信息

项目摘要

Zielsetzung des beantragten Projektes ist die Entwicklung intensiver, breitbandiger Terahertz (THz)-Strahlungsquellen basierend auf der photoinduzierten Oberflächenemission an epitaktisch gewachsenen Indium-Nitrid (InN) Oberflächen und deren Integration in THz-Wellenleiter zur hochempfindlichen THz-Spektroskopie. Aufgrund der charakteristischen Materialeigenschaften von InN (starke optische Absorption, geringe Bandlücke und außergewöhnliche Bandstruktur) wird von diesem Halbleitersubstrat eine wesentlich intensivere THz-Emission als von allen bisher verwendeten Oberflächenemitter-Materialien erwartet. Es besitzt damit ein enormes Potential für den Einsatz sowohl in labortechnischen als auch industrietauglichen Terahertz-Spektroskopie Systemen. Die physikalischen Mechanismen, die zu der erhöhten THz-Emission von InN-Oberflächen führen sind gegenwärtig jedoch noch weitgehend unverstanden und sollen im Rahmen dieses Projektes im Detail untersucht und die gewonnenen Erkenntnisse zur Steigerung der Effektivität InN-basierter THz-Quellen genutzt werden . Die von uns verfolgte Strategie zur Entwicklung leistungsstarker THz-Emitter basiert auf einer engen interdisziplinären Zusammenarbeit mit den drei Eckpfeilern InN-Herstellung, numerische Simulation und experimentelle Charakterisierung. Zunächst werden durch gezielte Wachstumsvariationen der InN-Schichten und mit Hilfe von numerischen Simulationen des Ladungsträgertransports die kritischen Materialparameter, die zu einer effektiven THz-Emission von InN-Oberflächen führen, identifiziert. Zur Charakterisierung der Oberflächen werden begleitende THz-Experimente durchgeführt. In weiteren Arbeitsschritten wird die Auskopplung der THz-Strahlung aus dem Halbleiter optimiert, etwa durch Anlegen starker Magnetfelder oder die gezielte Mikrostrukturierung der Oberfläche.Zur technologischen Umsetzung sollen die optimierten THz-Oberflächenemitter schließlich in THz-Parallel-Platten Wellenleiter integriert werden um die darin mögliche starke Konzentrierung der Felder etwa für hochempfindliche THz-spektroskopische Anwendungen zu nutzen. Es werden damit erstmals leistungsfähige, kompakte und breitbandige THz-Meßsysteme basierend auf den hier entwickelten InN-Oberflächenemittern realisiert, die im Gegensatz zu konventionellen THz- Emittern aufgrund der geringen Bandlücke von InN auch mit modernen, leistungsstarken und kostengünstigen fs-Faserlasern mit Anregungswellenlängen von 1060 nm bzw. 1550 nm betrieben werden können.
氮化铟 (InN) Oberflächen und deren Integration in THz-Wellenleiter zur hochempfindlichen太赫兹光谱。 Oberflächenemitter-Materialien erwartet。 InN-basierter THz-Quellen genutzt werden 。太赫兹发射器是一种跨学科研究的太赫兹发射器,可用于模拟、数值模拟和实验特性。 InN-Oberflächen führen 的太赫兹发射,可识别。太赫兹辐射在 Halbleiter 优化中的应用,在 Anlegen 中与 Magnetfelder 或 Oberfläche 的 Mikrosstrukturierung 完全不同。完整的说明了太赫兹频谱分析的全部内容。 1550 nm 贝特里本Werden können。

项目成果

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专利数量(0)
Mapping the coupling between a photo-induced local dipole and the eigenmodes of a terahertz metamaterial.
绘制光致局部偶极子与太赫兹超材料本征模之间的耦合
  • DOI:
    10.1364/ol.39.006138
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    J. Wallauer;C. Grumber;M. Walther
  • 通讯作者:
    M. Walther
Optimal plasmonic focusing on a metal disc under radially polarized terahertz illumination
  • DOI:
    10.1088/1367-2630/15/7/075005
  • 发表时间:
    2013-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    S. Waselikowski;C. Fischer;J. Wallauer;M. Walther
  • 通讯作者:
    S. Waselikowski;C. Fischer;J. Wallauer;M. Walther
Large area InN terahertz emitters based on the lateral photo-Dember effect
  • DOI:
    10.1063/1.4930233
  • 发表时间:
    2015-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    J. Wallauer;Christian Grumber;V. Polyakov;R. Iannucci;V. Cimalla;O. Ambacher;M. Walther
  • 通讯作者:
    J. Wallauer;Christian Grumber;V. Polyakov;R. Iannucci;V. Cimalla;O. Ambacher;M. Walther
Vacancy defect formation in PA-MBE grown C-doped InN
PA-MBE 生长的掺碳 InN 中空位缺陷的形成
  • DOI:
    10.1002/pssc.201300507
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Prozheeva;Tuomisto;Koblmüller;Knübel
  • 通讯作者:
    Knübel
N-type conductivity and properties of carbon-doped InN(0001) films grown by molecular beam epitaxy
  • DOI:
    10.1063/1.4775736
  • 发表时间:
    2013-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    M. Himmerlich;Andreas Knübel;R. Aidam;L. Kirste;A. Eisenhardt;S. Krischok;J. Pezoldt;P. Schley;E. Sakalauskas;R. Goldhahn;R. Félix;J. Mánuel;F. M. Morales;D. Carvalho;T. Ben;R. García;G. Koblmüller
  • 通讯作者:
    M. Himmerlich;Andreas Knübel;R. Aidam;L. Kirste;A. Eisenhardt;S. Krischok;J. Pezoldt;P. Schley;E. Sakalauskas;R. Goldhahn;R. Félix;J. Mánuel;F. M. Morales;D. Carvalho;T. Ben;R. García;G. Koblmüller
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Professor Dr. Oliver Ambacher其他文献

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Investigations of GaN-based vertical field effect transistors for applications in high-power electronics
GaN基垂直场效应晶体管在高功率电子器件中的应用研究
  • 批准号:
    339032420
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
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金刚石圆盘微机电换能器,CDISK
  • 批准号:
    317885617
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
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High-Q-Power-GaN - 在低缺陷独立式氮化镓衬底上开发高功率电子晶体管
  • 批准号:
    279952854
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
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AlScN - 一种用于 GaN 基射频晶体管的新型势垒材料
  • 批准号:
    282194324
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Seebeck gas sensors
塞贝克气体传感器
  • 批准号:
    252183801
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
DNA-NEMS sensor from diamond
金刚石 DNA-NEMS 传感器
  • 批准号:
    234121274
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
GaN-Based Transistors with Trigate Architecture
具有三栅极架构的 GaN 晶体管
  • 批准号:
    243486436
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
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Micro-acoustic membrane-based resonators for measurements in liquids
用于液体测量的微声膜谐振器
  • 批准号:
    233800878
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
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用于监测生化反应的新一代生物分子超灵敏传感器的GaN基纳米结构
  • 批准号:
    182786469
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
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用于新一代低损耗射频开关的基于 NEMS 的金刚石场发射器
  • 批准号:
    187805147
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
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