УВЕЛИЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОГЛОЩЕНИЯ ШИРОКОПОЛОСНОГО СУБТЕРАГЕРЦОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В РЕЗОНАНСНЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ ГРАФЕН–ДИЭЛЕКТРИК

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассматривается возможность увеличения эффективности работы детекторов субтерагерцового диапазона частот. Предлагаемый метод основан на использовании резонансных гетероструктур из монослоев графена вместо привычных слоев металла или сильнолегированного полупроводника в качестве поглотителя электромагнитной энергии и слоя диэлектрика с подобранными параметрами, что, в частности, ведет к миниатюризации детектирующего устройства, а также позволяет сформировать широкие спектральные полосы эффективного (на уровне 90% и выше) поглощения сигнала.

Об авторах

П. М. Никифорова

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, физический факультет; Московский технический университет связи и информатики

Email: nikiforova.pm16@physics.msu.ru
Москва, Россия; Москва, Россия

А. В. Богацкая

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, физический факультет; Физический институт им. П. Н. Лебедева Российской академии наук

Email: annabogatskaya@gmail.com
Москва, Россия; Москва, Россия

Н. В. Кленов

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, физический факультет; НИИЯФ им. Д. В. Скобельцына, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Москва, Россия; Москва, Россия

А. М. Попов

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, физический факультет; Физический институт им. П. Н. Лебедева Российской академии наук

Москва, Россия; Москва, Россия

Список литературы

  1. F. Simoens, in Physics and Applications of Terahertz Radiation, ed. by M. Perenzoni and D. J. Paul, Springer (2014), p. M. van Exter, C. Fattinger, and D. Grischkowsky, Opt. Lett. 14, 1128 (1989).
  2. D. Turton, H. Senn, T. Harwood, A. J. Lapthorn, E. M. Ellis, and K. Wynne Nat. Commun. 5, 3999 (2014).
  3. T. Zhang, Z. Zhang, and M. A. Arnold, Appl. Spectrosc. 73, 253 (2019).
  4. M. C. Nuss and J. Orenstein, in Millimeter and Submillimeter Wave Spectroscopy of Solids, ed. by G. Gru¨ner, Springer (2007), p. Z. Zhu, C. Cheng, C. Chang, G. Ren, J. Zhang, Y. Peng, J. Han, and H. Zhao, Analyst. 144, 2504 (2019).
  5. R. Appleby and R. N. Anderton, Proc. IEEE 95, 1683 (2007).
  6. H.-B. Liu, H. Zhong, N. Karpowicz, Y. Chen, and X.-C. Zhang, Proc. IEEE 95, 1514 (2007).
  7. S. K. Mathanker, P. R. Weckler, and N. Wang, Trans. ASABE 56, 1213 (2013).
  8. K. Ahi and M. Anwar, SPIE Proc. 9856, 31 (2016).
  9. J. B. Jackson, J. Bowen, G. Walker, J. Labaune, G. Mourou, M. Menu, and K. Fukunaga, IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 1, 220 (2011).
  10. T. Hofmann, C. M. Herzinger, A. Boosalis, T. E. Tiwald, J. A. Woollam, and M. Schubert, Rev. Sci. Instrum. 81, 023101 (2010).
  11. Q. Wang, E. Plum, Q. Yang, X. Zhang, Q. Xu, Y. Xu, J. Han, and W. Zhang, Light Sci. Appl. 7, 25 (2018).
  12. C. E. Groppi and J. H. Kawamura, IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 1, 85 (2011).
  13. L. S. Revin, D. A. Pimanov, A. V. Blagodatkin, A. V. Gordeeva, A. L. Pankratov, A. V. Chiginev, I. V. Rakut’, V. O. Zbrozhek, L. S. Kuzmin, S. Masi, and P. de Bernardis, Appl. Sci. 11, 10746 (2021).
  14. https: // www.statista.com/statistics/871513/worldwide-data-created/
  15. T. S. Rappaport, Y. Xing, O. Kanhere et al., IEEE Access 7, 78729 (2019).
  16. K. B. Letaief, W. Chen, Y. Shi, J. Zhang, and Y.-J. A. Zhang, IEEE Commun. Mag. 57, 84 (2019).
  17. А. Я. Шик, ФТП 29, 8 (1995).
  18. A. V. Chaplik and M. V. Entin. Adv. Semicond. Nanostruct. 3, 28 (2017).
  19. A. M. Zarezin, V. M. Muravev, P. A. Gusikhin, A. A. Zabolotnykh, V. A. Volkov, and I. V. Kukushkin, Phys. Rev. B 105, L041403 (2022).
  20. F. Koppens, T. Mueller, P. Avouris, A. C. Ferrari, M. S. Vitiello, and M. Polini, Nat. Nanotechnol. 9, 780 (2014).
  21. M. Dyakonov and M. Shur, IEEE Trans. Electron Devices 43, 380 (1996).
  22. D. A. Bandurin, D. Svintsov, I. Gayduchenko et al., Nat. Commun. 9, 5392 (2018).
  23. A. Shabanov, M. Moskotin, V. Belosevich, Y. Matyushkin, M. Rybin, G. Fedorov, and D. Svintsov, Appl. Phys. Lett. 119, 163505 (2021).
  24. E. Titova, D. Mylnikov, M. Kashchenko, I. Safonov, S. Zhukov, K. Dzhikirba, K. S. Novoselov, D. A. Bandurin, G. Alymov, and D. Svintsov, ACS Nano 17, 8223 (2023).
  25. F. Joint, K. Zhang, J. Poojali, D. Lewis, M. Pedowitz, B. Jordan, G. Prakash, A. Ali, K. Daniels, R. L. Myers-Ward, T. E. Murphy, and H. D. Drew, ACS Appl. Electron. Mater. 6, 4819 (2024).
  26. А. Е. Щеголев, А. М. Попов, А. В. Богацкая, П. М. Никифорова, М. В. Терешонок, Н. В. Кленов, Письма в ЖЭТФ 111, 443 (2020) [A. E. Shchegolev, A. M. Popov, A. V. Bogatskaya, P. M. Nikiforova, M. V. Tereshonok, and N. V. Klenov, JETP Lett. 111, 371 (2020)].
  27. A. V. Bogatskaya, N. V. Klenov, A. M. Popov, A. E. Schegolev, P. A. Titovets, and M. V. Tereshonok, Sensors 23, 1549 (2023).
  28. A. V. Bogatskaya, N. V. Klenov, A. M. Popov, A. E. Schegolev, P. A. Titovets, M. V. Tereshonok, and D. S. Yakovlev, Nanomaterials 14, 00141 (2024).
  29. C. S. R. Kaipa, A. B. Yakovlev, G. W. Hanson, Y. R. Padooru, F. Medina, and F. Mesa, Phys. Rev. B 85, 245407 (2012).
  30. О. А. Голованов, Г. С. Макеева, В. В. Вареница, Изв. вузов. Поволжский регион. Физ.-мат. науки 4, 108 (2014).
  31. G. W. Hanson, J. Appl. Phys. 103, 064302 (2008).
  32. V. P. Gusynin, S. G. Sharapov, and J. P. Carbotte, J. Phys.: Condens. Matter 19, 026222 (2007).
  33. X.-H. Deng, J.-T. Liu, J. Yuan, T-B. Wang, and N.H. Liu, Opt. Express 22, 30177 (2014).
  34. W. Wang, S. P. Apell, and J. M. Kinaret, Phys. Rev. B 86, 125450 (2012).
  35. T. Zhan, X. Shi, Y. Dai, X. Liu, and J. Zi, J. Phys.: Condens. Matter 25, 215301 (2013).
  36. А. В. Богацкая, Н. В. Кленов, П. М. Никифорова, А. М. Попов, А. Е. Щеголев, Письма в ЖТФ 47 (17), 50 (2021) [A. V. Bogatskaya, N. V. Klenov, P. M. Nikiforova, A. M. Popov, and A. E. Schegolev, Tech. Phys. Lett. 47 893 (2021)].
  37. A. H. Castro Neto, F. Guinea, N. M. R. Peres, K. S. Novoselov, and A. K. Geim, Rev. Mod. Phys. 81, 109 (2009).
  38. K. Rasilainen, T. D. Phan, M. Berg, A. P¨arssinen, and P. J. Soh, IEEE J. Sel. Areas Commun. 41, 2530 (2023).
  39. S. R. Moon, E. S. Kim, M. Sung, H. Y. Rha, E. S. Lee, I. M. Lee, K. H. Park, J. K. Lee, and S. H. Cho, J. Lightwave Technol. 40, 499 (2022).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025