电流驱动外延石墨烯非对称双栅格场效应晶体管结构中的快速灵敏太赫兹探测
光学
2024-06-12 v2 材料科学
等离子体物理
摘要
我们设计并制备了一种具有非对称双栅格（ADGG）结构的外延石墨烯沟道场效应晶体管（EG-FET），该器件用作电流驱动太赫兹探测器，并在实验上展示了在室温下对0.95 THz辐射入射具有10 ps量级的快速响应时间以及0.3 mA/W的高响应度。所测得的光响应的ADGG依赖性和漏源偏压依赖性清晰地显示了在具有耗尽区的周期电子密度调制条件下的等离激元探测与在无耗尽区的高掺杂条件下的光热电探测之间的转变。我们将观测到的光热电探测确定为一种新型单极机制，其中在电流驱动条件下仅电子或空穴参与对太赫兹辐射的整流。这两种探测机制在一定的较宽超越偏置电压范围内共存。还清楚地表明，等离激元探测和光热电探测的时间光响应均相当快，为10 ps量级，而在所施加偏置条件下光热电探测的最大光响应度几乎是等离激元探测的两倍。这些结果表明，ADGG-EG-FET太赫兹探测器有望用于6G和7G类高速无线通信系统。
引用
@article{arxiv.2207.00135,
title = {Fast and Sensitive Terahertz Detection in a Current-Driven Epitaxial-Graphene Asymmetric Dual-Grating-Gate FET Structure},
author = {Koichi Tamura and Chao Tang and Daichi Ogiura and Kento Suwa and Hirokazu Fukidome and Yuma Takida and Hiroaki Minamide and Tetsuya Suemitsu and Taiichi Otsuji and Akira Satou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.00135},
year = {2024}
}