Effect of Surface Treatment of Single-Crystalline Ge on Its Photoconductivity and Photomodulation of Radiation with frequency of 0.13 THz

Editorial Board PCSS Journal; О. Балабан; Р. Буклів; А. Данилов; Б. Венгрин; Д. Винник; В. Гайдучок; А. Андрущак

doi:10.15330/pcss.26.4.802-807

Автор(и)

О. Балабан Національний університет «Львівська політехніка», Львів, Україна
Р. Буклів Національний університет «Львівська політехніка», Львів, Україна
А. Данилов Національний університет «Львівська політехніка», Львів, Україна
Б. Венгрин Національний університет "Львівська політехніка", Львів, Україна
Д. Винник Національний університет «Львівська політехніка», Львів, Україна
В. Гайдучок Науково-виробниче підприємство «Електрон-Карат», Львів, Україна
А. Андрущак Національний університет «Львівська політехніка», Львів, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.26.4.802-807

Ключові слова:

напівпровідники, монокристалічний германій, хімічне травлення поверхні, фотопровідність, терагерцове випромінювання, фотомодуляція

Анотація

Досліджено вплив механічної обробки, іонного та хімічного травлення поверхні монокристалічного германію на його фотопровідність та можливість фотомодуляції в терагерцовій ділянці спектру. Визначено відносні зміни електропровідності матеріалу під впливом освітлення лазерним випроміненням з довжиною хвилі 660 нм при різних потужностях опромінення. Створено установку для дослідження фотомодуляційних властивостей германію на частоті 0,13ТГц і виявлено різке збільшення поглинання такого електромагнітного випромінювання навіть при малих потужностях освітлення.

Посилання

T. M. Narytnyk, A. V. Yermakov, S. O. Bondarchuk, D. S. Valchuk, Analysis of terahertz technologies and their application for creating innovative developments, Problems of Telecommunications, 1, 50 (2017); http://nbuv.gov.ua/UJRN/prtel_2017_1_8.

M. Rahm, J.S. Li, W.J. Padilla, THz wave modulators: A brief review on different modulation techniques, Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, 34(1), 1 (2013); https://doi.org/10.1007/s10762-012-9946-2.

S. Guan, J. Cheng, S. Chang, Recent progress of terahertz spatial light modulators: materials, principles and applications, Micromachines, 13, 1637 (2022); https://doi.org/10.3390/mi13101637.

P. Gopalan, B. Sensale‐Rodriguez, 2D Materials for Terahertz Modulation, Advanced Optical Materials, 1900550 (2019); https://doi.org/10.1002/adom.201900550.

Z. Wang, J. Qiao, S. Zhao, S. Wang, C. He, X. Tao, S. Wang, Recent progress in terahertz modulation using photonic structures based on two-dimensional materials, InfoMat, 3(10), 1110 (2021); https://doi.org/10.1002/inf2.12236.

D. A. B. Miller, Energy consumption in optical modulators for interconnects, Optics Express, 20(102), A293 (2012); https://doi.org/10.1364/oe.20.00a293.

Q. Guo, Z. Qin, Z. Wang, Y.-X. Weng, X. Liu, G. Xie, J. Qiu, Broadly tunable plasmons in doped oxide nanoparticles for ultrafast and broadband mid-infrared all-optical switching, ACS Nano, 12 (12), 12770 (2018); https://doi.org/10.1021/acsnano.8b07866.

M. Ono, M. Hata, M. Tsunekawa, K. Nozaki, H. Sumikura, H. Chiba, M. Notomi, Ultrafast and energy-efficient all-optical switching with graphene-loaded deep-subwavelength plasmonic waveguides, Nat Photonics, 14 (1), 37 (2020); https://doi.org/10.1038/s41566-019-0547-7.

J. Sobolewski, Y. Yashchyshyn, D. Vynnyk, V. Haiduchok, N. Andrushchuk, Investigation of optically controlled millimeter wave coplanar waveguide photoconductive device, Acta Physica Polonica A, 141 (4), 420 (2022); https://doi.org/10.12693/APhysPolA.141.420.

N. Andrushchak, D. Vynnyk, M. Melnyk, P. Bajurko, J. Sobolewski, V. Haiduchok, D. Kushnir, A. Andrushchak, Y. Yashchyshyn, Impact of optical illumination on transmission of subterahertz electromagnetic waves by Bi12GeO20 crystals, Acta Physica Polonica A, 141 (4), 415 (2022); https://doi.org/10.12693/aphyspola.141.415.

A. Kannegulla, Md. I. B. Shams, L. Liu, L.-J. Cheng, Photo-induced spatial modulation of THz waves: opportunities and limitations, Optics Express, 23 (25), 32098 (2015); https://doi.org/10.1364/OE.23.032098.

Y. Li, D. Zhang, Y. Liao, Q. Wen, Z. Zhong, T.Wen, Interface engineered germanium for infrared THz modulation, Optical Materials, 111, 110659 (2021), https://doi.org/10.1016/j.optmat.2020.110659.

G.P. Peka, B.I. Strikha, Surface and contact phenomena in semiconductors (Lybid, Kyiv, 1992).

M. Pollak, T.H. Geballe, Low-frequency conductivity due to hopping processes in silicon, Phys. Rev, 122(6), 1742 (1961); https://doi.org/10.1103/PhysRev.122.1742.

J.R. McDonald, Impedance spectroscopy and its use in analyzing the steady-state response of solid and liquid electrolytes, Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry, 223(1-2), 25 (1987); https://doi.org/10.1016/0022-0728(87)85249-X.

I.R. Hooper, N.E. Grant, L.E. Barr, S. M. Hornett, J. D. Murphy, E. Hendry, High efficiency photomodulators for millimeter wave and THz radiation. Scientific Reports, 9, 18304 (2019); https://doi.org/10.1038/s41598-019-54011-6.

Y. Li, D. Zhang, Y. Liao, Q. Wen, Z. Zhong, T. Wen, Interface engineered germanium for infrared THz modulation, 111, 110659 (2021); https://doi.org/10.1016/j.optmat.2020.110659.