Control of generation of terahertz electromagnetic waves in semiconductor epitaxial structures by internal electric field

内电场控制半导体外延结构产生太赫兹电磁波

• 批准号: 24656018
• 负责人: NAKAYAMA Masaaki
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-24656018/
• 关键词: テラヘルツ電磁波; コヒーレント縦光学フォノン; 半導体エピタキシャル構造; i-GaAs/n-GaAs構造; GaAs/InAlAsひずみ多重量子井戸構造; p-i-nダイオード構造（GaAs）; 内部電場制御; フォノン分極; コヒーレントLOフォノン; 時間分解テラヘルツ電磁波分光法; i-GaAs/n-GaAsエピタキシャル構造; LOフォノン分極; 時間分解テラヘルツ電磁波分光; GaAs/InAlAs歪み量子井戸構造; ピエゾ電場; 内部電場; コヒーレントLO

We have investigated the control mechanisms of the terahertz (THz) electromagnetic waves from coherent longitudinal optical phonons in semiconductor epitaxial structures with use of internal electric fields.It was found that the THz electromagnetic waves are markedly enhanced by a surface electric field due to surface Fermi level pinning in i-GaAs/n-GaAs epitaxial structures and by a piezoelectric field due to lattice strain in (11n)-oriented GaAs/In0.1Al0.9As strained multiple quantum wells via an increase in phonon polarization. Furthermore, it was demonstrated that the THz electromagnetic waves are continuously and drastically enhanced by an applied bias voltage, which controls the internal electric field, in a p-i-n diode structure of GaAs: This provides us a novel concept of a THz device.

我们利用内部电场研究了半导体外延结构中相干纵向光学声子产生的太赫兹电磁波的控制机制。发现由于表面费米效应，表面电场显着增强了太赫兹电磁波。 i-GaAs/n-GaAs 外延结构中的能级钉扎以及由于 (11n) 取向 GaAs/In0.1Al0.9As 中的晶格应变而产生的压电场通过增加在声子偏振中。此外，研究还证明，在 GaAs 的 p-i-n 二极管结构中，通过施加控制内部电场的偏置电压，太赫兹电磁波会持续大幅增强：这为我们提供了太赫兹器件的新概念。

项目成果

Terahertz radiation from the coherent longitudinal optical phonon-plasmon coupled mode in an i-GaAs/n-GaAs epitaxial structure

i-GaAs/n-GaAs 外延结构中相干纵向光学声子-等离子体耦合模式的太赫兹辐射

• DOI: 10.1088/1742-6596/417/1/012051
• 发表时间: 2013
• 期刊: Journal of Physics: Conference Series
• 作者: M. Nakayama;S. Asai;H. Takeuchi;O. Ichikawa;and M. Hata;Shuichi Tsuruta;Shuichi Tsuruta
• 通讯作者: Shuichi Tsuruta

アンドープGaAs/n型GaAsエピタキシャル層構造におけるキャリア輸送過程に起因した超高速光応答

未掺杂GaAs/n型GaAs外延层结构中载流子传输过程引起的超快光学响应

• 发表时间: 2012
• 作者: 長谷川尊之;高木芳弘;竹内日出雄;山田永;秦雅彦;中山正昭
• 通讯作者: 中山正昭

Voltage-controllable terahertz radiation from coherent longitudinal optical phonons in a p-i-n diode structure of GaAs

GaAs p-i-n 二极管结构中相干纵向光学声子的压控太赫兹辐射

• DOI: 10.1063/1.4823595
• 发表时间: 2013
• 期刊: Appl. Phys. Lett
• 作者: M. Nakayama;S. Asai;H. Takeuchi;O. Ichikawa;and M. Hata
• 通讯作者: and M. Hata

アンドープGaAs/n-type GaAsエピタキシャル構造における縦光学フォノンのRaman散乱分光とテラヘルツ電磁波発生

无掺杂 GaAs/n 型 GaAs 外延结构中纵向光学声子的拉曼散射光谱和太赫兹电磁波的产生

• 发表时间: 2014
• 作者: 竹内日出雄;浅井聡太;鶴田修一;中山正昭
• 通讯作者: 中山正昭

i-GaAs/n-GaAsエピタキシャル構造におけるコヒーレントLOフォノンからのテラヘルツ電磁波の増強機構

i-GaAs/n-GaAs外延结构中相干LO声子太赫兹电磁波的增强机制

• 发表时间: 2013
• 作者: 中森一平;竹内日出雄;中山正昭
• 通讯作者: 中山正昭