Asimetriškai susiaurintų AlGaN/GaN heterostruktūrų peteliškės tipo diodai teraherciniam dažnių ruožui

Anotacija

Asimetriškai susiaurintos AlGaN/GaN heterostruktūros su laidžiu dvimačių elektronų dujų (2DEG) sluoksniu panaudotos sukurti peteliškės tipo (BT) diodus, tinkančius terahercinio dažnių ruožo (THz) bangoms registruoti kambario temperatūroje. Atsižvelgiant į tai, kad be išorinės postūmio įtampos THz BT diodo veikimas yra labiau tinkamas praktiniams taikymams, ištyrėme diodus su didele srovės ir įtampos (IV) charakteristikų asimetrija, kuri buvo tuo ryškesnė, kuo mažesnis kakliuko plotis, parodant didelį diodų jautrumą THz bangoms. Krūvininkų kaitinimas metalizuotame diodo lapelyje buvo išskirtas kaip pagrindinis mechanizmas, lemiantis THz bangų lyginimą BT diode. Jautris ir triukšmo ekvivalentinė galia (NEP) ties pagrindiniu antenos dažniu 150 GHz siekė iki 4 V/W ir atitinkamai 2 nW/√Hz. Toks didelis BT diodų jautrumas leido mums pirmą kartą išmatuoti asimetrinės BT antenos dažninę charakteristiką, stebint pagrindinį ir aukštesnės eilės antenos rezonansus, parodant gerą sutapimą su baigtinių skirtumų laiko skalėje atliktais modeliavimo rezultatais plačiame dažnių ruože. Išsamus AlGaN/ GaN BT diodų žemo ir aukšto dažnio triukšmo charakteristikų tyrimas atskleidė, kad nenaudojant įtampos postūmio reikia atsižvelgti tik į šiluminį triukšmą, kurio vertė buvo santykinai maža dėl didelio 2DEG tankio, lemiančio nedidelę diodo varžą. Taip pat nustatėme, kad BT diodo jautrumas netiesiniu dėsniu priklauso nuo jo varžos, dėl to diodo kakliuko siaurinimas žemiau kelių mikronų vertės gali būti mažai veiksmingas, kai tikimasi mažų NEP verčių.