Terahertz-Detektoren mit halbmetallischen und halbleitenden Quantengräben

Gouider, Fathi

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und Erforschung geeigneter THz-Detektoren, die sowohl eine hohe Empfindlichkeit, hohe Detektivität und spektrale Durchstimmbarkeit besitzen. Die Detektion beruht hier auf optisch oder thermisch angeregten Übergängen zwischen Landauniveaus, wobei die Energielücke zwischen zwei Landau-Niveaus mit einem Magnetfeld durchgestimmt werden kann. Da die Energielücken zwischen Landau-Niveaus in typischen Quanten-Hall-Systemen (QHS) bei etwa 7-12 meV liegen, was Zyklotronresonanzfrequenzen von 1.7-2.9 THz entspricht, kommen die QHS als THz-Detektoren in Frage. Zur optischen Anregung steht uns ein p-Germanium-Laser zur Verfügung, der zwischen 1.7 und 2.5 THz (lambda=120-180 mikrometer) durchstimmbar ist. Der Laser arbeitet im Impulsbetrieb (Impulslänge einstellbar zwischen 0.3 und 50 mikrosekunde, Wiederholrate 1 Hz) und wird mit einer Starkstrom-Impulsquelle (durch ein Modul mit Feldeffekt-Transistoren, FET) elektrisch gepumpt. Die Messungen wurden an HgTe/HgCdTe und InSb/AlInSb-Strukturen bei tiefen Temperaturen (T=4K) und bei hohen Magnetfeldern 0T

This work deals with the development and investigation of suitable THz detectors, which have a high sensitivity, high detectivity and spectral tunability. The detection here is based on optically or thermally excited transitions between Landau levels, where the energy gap between two Landau levels can be tuned with a magnetic field. Since the energy gaps between Landau levels in a typical quantum Hall systems (QHS) are about 7-12 meV (corresponding to cyclotron resonance frequency of 1.7-2.9 THz) the QHS are suitable as THz detectors. For our studies, we use a p-Ge laser which is continuously tunable in the wavelength range of lambda=120- 180 micrometer (1.7-2.5THz).The laser operates in pulsed mode (pulse length is adjustable between 0.3 and 50 microseconds, repetition rate 1 Hz) and with a high-voltage pulse source (through a module with field effect transistors, FET) electrically pumped. The measurements were performed on HgTe / HgCdTe and InSb / AlInSb structures at low temperatures (T = 4K) and in high magnetic fields of 0T

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Gouider, Fathi: Terahertz-Detektoren mit halbmetallischen und halbleitenden Quantengräben. 2011.

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