Instytut Wysokich Ciśnień

Wysokiej jakości struktury AlGaN/GaN z bramką w kształcie grzebienia (wytworzone w geometrii tranzystora FET) umożliwiły odkrycie dwóch odrębnych, przestrajalnych elektrycznie faz w kryształach plazmonicznych na bazie półprzewodników azotkowych. Otwiera to nowe możliwości w zakresie oszczędnych, kompaktowych i sterowalnych urządzeń dla optoelektroniki terahercowej (THz).

Nowe wyniki badań azotkowych kryształów plazmonicznych zostały opisane w Physical Review X (2023) - prestiżowym i wpływowym periodyku (IF 14.4). Przyrządy na bazie GaN zostały w pełni wykonane w naszym Instytucie we współpracy z CEZAMAT Politechniki Warszawskiej, gdzie wykonano submikrometrową litografię wiązką elektronów, elektrod siatki-bramki o. dużej powierzchni aktywnej. Część teoretyczną pracy wspierał ukraiński zespół teoretyków z Instytutu Fizyki Półprzewodników im. V. Ye. Lashkaryova z Kijowa w ramach długoterminowego programu wsparcia ukraińskich zespołów badawczych. Co więcej, temat jest również interesujący w ramach niedawno rozpoczętego grantu ERC Advanced Grant, którego celem jest wzmocnienie sygnału terahercowego.

Publikcaja “Electrical Tuning of Terahertz Plasmonic Crystal Phases” P. Sai, V. V. Korotyeyev, M. Dub, M. Słowikowski, M. Filipiak, D. B. But, Y. Ivonyak, M. Sakowicz, Y. M. Lyaschuk, S. M. Kukhtaruk, G. Cywiński and W. Knap, Physical Review X 13, 041003 (2023) stanowi ważną część rozprawy doktorskiej mgr Pavlo Sai, której obrona planowana jest 27 października 2023.

Rysunek: Wizualizacja transmitancji THz dla AlGaN/GaN kryształu plazmonicznego przy różnych napięciach przykładanych do elektrody bramki grzebieniowej. Rysunek demonstruje przejścia pomiędzy fazami: zdelokalizowaną, gdzie promieniowanie THz jest absorbowane przez całą grzebieniową strukturę realizowaną w reżimie słabej modulacji dwuwymiarowego gazu elektronowego (2DEG) oraz fazą zlokalizowaną, gdzie promieniowanie THz oddziałuje wyłącznie z niebramkowanymi segmentami kryształu plazmonicznego.