具有横向 p-n 结的石墨烯分裂栅场效应晶体管中的共振等离激元太赫兹探测
介观与纳米尺度物理
2016-08-03 v1
摘要
我们评估了基于分裂栅场效应晶体管 (FET) 的 proposed 共振太赫兹 (THz) 探测器，该器件具有电诱导的横向 p-n 结，其沟道为均匀石墨烯层 (GL) 或在 p-n 结耗尽区穿孔的石墨烯层 (PGL)。穿孔的耗尽区形成了纳米收缩或纳米带阵列，为空穴和电子创造了势垒。GL-FET 和 PGL-FET 探测器的工作机制与横向 p-n 结处的交流电流整流有关，该整流过程因通道 p 区和 n 区中束缚等离激元振荡的激发而增强。利用开发的器件模型，我们确定了 GL-FET 和 PGL-FET 探测器的特性。这些探测器在接近等离激元共振频率的太赫兹辐射频率下可表现出极高的电压响应率，且这些频率可通过电压有效调谐。我们表明，在 GL-FET 探测器中，电流整流的主导机制源于隧穿非线性，而在 PGL-FET 探测器中，电流整流主要与热电子发射过程相关。由于 PGL-FET 探测器中 p-n 结电导率低得多，其共振响应可比 GL-FET 探测器显著增强，对应于相当高的探测器响应率。
引用
@article{arxiv.1604.04972,
title = {Resonant plasmonic terahertz detection in graphene split-gate field-effect transistors with lateral p-n junctions},
author = {V Ryzhii and M Ryzhii and M S Shur and V Mitin and A Satou and T Otsuji},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.04972},
year = {2016}
}
备注
13 pages, 8 figures