Dielectric properties of semi-insulating Fe-doped InP in the terahertz spectral region

Abstract

We report the values and the spectral dependence of the real and imaginary parts of the dielectric permittivity of semi-insulating Fe-doped InP crystalline wafers in the 2–700 cm−1 (0.06–21 THz) spectral region at room temperature. The data shows a number of absorption bands that are assigned to one- and two-phonon and impurity-related absorption processes. Unlike the previous studies of undoped or low-doped InP material, our data unveil the dielectric properties of InP that are not screened by strong free-carrier absorption and will be useful for designing a wide variety of InP-based electronic and photonic devices operating in the terahertz spectral range.

Исследование Микроволнового Поглощения В Полупроводниках Для Устройств Умножения Частоты И Управления Выводом Излучения Непрерывных И Импульсных Гиротронов

“…3. Ранее в работе [14] исследовались диэлектрические потери в кристаллах InP : Fe в области заметно больших частот; наблюдаемые особенности связывались с решеточным поглощением, величина которого в целом была весьма существенной и на частотах f > 0.3 ТГц приводила к tg δ > 10 −3 (при этом величина 10 −3 соответствовала погрешности измерений). Применение в данной работе более чувствительной методики измерений позволило аккуратно измерить величину диэлектрических потерь в диапазоне 100−260 ГГц (рис.…”

“…Исследование диэлектрических потерь в различных полупроводниках материалах в миллиметровом и ТГц диапазонах представляется важным для развития соответствующей элементной базы для устройств и систем большой мощности. Несмотря на заметное число работ по данной тематике [9][10][11][12][13][14][15][16][17]…”

Получение второй гармоники излучения субтерагерцовых гиротронов при удвоении частоты в InP : Fe и ее использование для магнитоспектроскопии полупроводниковых структур

“…Данное ром, кроме того, величина нелинейной восприимчивости более чем в 6 раз превышает нелинейную восприимчивость второго порядка в наиболее хорошо исследованном в этом отношении полупроводнике GaAs. Как следует из результатов работы [36], для излучения на частоте 0.263 ТГц разность показателей преломления на первой и второй гармониках n = n(2ν) − n(ν) лежит в диапазоне от 0 до 0.004. На рис.…”

“…Видно, что даже в случае максимальной дисперсии увеличение рабочей длины кристалла до 7 см приводит к росту интенсивности излучения на второй гармонике. Пользуясь коэффициентом поглощения из работы [36], можно оценить мощность, поглощаемую в таком кристалле, которая составляет 50%, т. е. 500 Вт.…”

Double-metal waveguide terahertz difference-frequency generation quantum cascade lasers with surface grating outcouplers

“…1(b). 11,12 The Cherenkov scheme dramatically improves THz radiation extraction into free space and enables broadband tuning THz DFG-QCLs. 13 However, the use of the SI InP substrate requires lateral current extraction from the QCL active region using a heavily doped semiconductor layer.…”