Recent progress in GaN-based terahertz sources: a review
Закрыть
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
687 27
Ultima descărcare din IBN:
2023-09-14 05:05
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
53 (6089)
Физика (1722)
SM ISO690:2012
SIRKELI, Vadim. Recent progress in GaN-based terahertz sources: a review. In: Revista de Ştiinţă, Inovare, Cultură şi Artă „Akademos”, 2018, nr. 3(50), pp. 24-32. ISSN 1857-0461.
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Revista de Ştiinţă, Inovare, Cultură şi Artă „Akademos”
Numărul 3(50) / 2018 / ISSN 1857-0461 /ISSNe 2587-3687

Recent progress in GaN-based terahertz sources: a review

Progrese recente în sursele terahertz bazate pe GaN

CZU: 53

Pag. 24-32

Sirkeli Vadim
 
Moldova State University
 
Disponibil în IBN: 30 noiembrie 2018


Rezumat

This paper reviews the crystal growth, basic properties, and principle of operation of III-nitride based terahertz devices. We provide a brief history and current status of crystal growth of polar and non-polar GaN-based heterostructures and its properties. The role of spontaneous and piezoelectric polarization in polar III-nitride structures and its impact on performance of terahertz devices is discussed in detail. In this paper we report on the recent progress of the theoretical and experimental studies of GaN-based THz QCLs, RTDs and Gunn diodes. We show that GaN-based semiconductor compounds are promising materials for fabrication terahertz sources operating up to room temperature due to their unique properties such as large bandgap and conduction band offset (CBO) energy, high LO-phonon energy, and high resistant to the high breakdown electric field. Moreover, it was established that the GaN-based terahertz sources can cover the spectral region of 5-12 THz, which is very important for THz imaging and detection of explosive materials, and which could be not covered by conventional GaAs-based terahertz devices. In terms of the reported significant progress in growth of non-polar m-plane GaN-based heterostructures and devices with low density defects, it is open a wide perspective towards design and fabrication of non-polar m-plane GaN-based high power terahertz sources with capabilities of operation at room temperature. 

În lucrare sunt prezentate proprietățile fundamentale, mecanismele de creștere a cristalelor și principiile de funcționare a dispozitivelor Terahertz (THz) bazate pe compușii III-N. Este descrisă evoluția și nivelul de dezvoltare a proceselor de obținere a heterojoncțiunilor bazate pe GaN (polar și non-polar) și proprietățile acestora. Autorul analizează în detalii rolul polarizării spontane și piezoelectrice în structurile III-N și impactul lor asupra performanțelor dispozitivelor THz. Sunt trecute în revistă realizările cercetărilor teoretice și experimentale ce țin de QCL, RTD și diode Gunn în baza GaN pentru frecvențe din regiunea THz. După cum se demonstrează, compușii semiconductori pe baza de GaN reprezintă materiale deosebit de prețioase pentru fabricarea surselor THz ce funcționează la temperaturi de până la temperatura camerei, datorită proprietăților sale unice: valoarea mare a lărgimii benzii interzise și a offset-ului benzii de conducție, energia mare a fononilor LO și stabilitatea înaltă la străpungere în câmp electric de intensitate mare. A fost stabilit că sursele THz în bază de GaN acoperă domeniul de frecvențe 5-12 THz, o proprietate foarte importantă pentru imagistica THz și detectarea materialelor explozibile, domenii ce nu pot fi acoperite de dispozitive THz convenționale în bază de GaAs. Reieșind din realizările de ultimă oră privind fabricarea heterostructurilor în bază de GaN (non-polar m-plane) și a dispozitivelor cu densitate joasă de defecte, se conturează o perspectivă clară pentru design-ul și fabricarea surselor THz de putere mare bazate pe GaN (non-polar m-plane) cu posibilitate de funcționare la temperatura camerei.