Обнаружение “медленного” света в спектрах фототока в слоях квантовых точек Ge/Si, сопряженных с фотонным кристаллом

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследованы спектральные характеристики фототока в ближней инфракрасной области в вертикальных Ge/Si pin фотодиодах с квантовыми точками Ge, встроенными в двумерный фотонный кристалл. Из зависимостей фототока от угла падения света определены дисперсионные соотношения для блоховских фотонных мод, взаимодействие с которыми приводит к резонансному увеличению чувствительности фотодиодов. На дисперсионных характеристиках обнаружены участки, характеризующиеся групповой скоростью фотонов, стремящейся к нулю. Установлено, что максимальное усиление фототока, достигающее значений ∼ 60 относительно фотодиода без фотонного кристалла, является результатом взаимодействия квантовых точек с “медленными” блоховскими модами.

Об авторах

А. И. Якимов

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения РАН

Email: yakimov@isp.nsc.ru
Новосибирск, 630090 Россия

В. В. Кириенко

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения РАН

Email: yakimov@isp.nsc.ru
Новосибирск, 630090 Россия

А. В. Двуреченский

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения РАН;Новосибирский государственный университет

Email: yakimov@isp.nsc.ru
Новосибирск, 630090 Россия;Новосибирск, 630090 Россия

Д. Е. Уткин

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения РАН;Новосибирский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: yakimov@isp.nsc.ru
Новосибирск, 630090 Россия;Новосибирск, 630090 Россия

Список литературы

  1. А. И. Аржанов, А. О. Севостьянов, К. А. Магарян, К. Р. Каримуллин, А. В. Наумов, Фотоника 15, 622 (2021).
  2. А. И. Аржанов, А. О. Севостьянов, К. А. Магарян, К. Р. Каримуллин, А. В. Наумов, Фотоника 16, 96 (2022).
  3. S. Tong, J. L. Liu, J. Wan, and K. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 80, 1189 (2002).
  4. A. Alguno, N. Usami, T. Ujihara, K. Fujiwara, G. Sazaki, K. Nakajima, and Y. Shiraki, Appl. Phys. Lett. 83, 1258 (2003).
  5. A. Elfving, G. V. Hansson, and W.-X. Ni, Physica E 16, 528 (2003).
  6. A. I. Yakimov, V. V. Kirienko, V. A. Armbrister, A. A. Bloshkin, and A. V. Dvurechenskii, Mater. Res. Express 3, 105032 (2016).
  7. K. Brunner, Rep. Prog. Phys. 65, 27 (2002).
  8. O. G. Schmidt, K. Eberl, and Y. Rau, Phys. Rev. B 62, 16715 (2000).
  9. D. Gru¨tzmacher, T. Fromherz, C. Dais, J. Stangl, E. Mu¨ller, Y. Ekinci, H. Solak, H. Sigg, R. Lechner, E. Wintersberger, S. Birner, V. Holy', and G. Bauer, Nano Lett. 7, 3150 (2007).
  10. A. I. Yakimov, V. V. Kirienko, A. A. Bloshkin, A. V. Dvurechenskii, and D. E. Utkin, J. Appl. Phys. 128, 143101 (2020).
  11. А. И. Якимов, А. А. Блошкин, В. В. Кириенко, А. В. Двуреченский, Д. Е. Уткин, Письма в ЖЭТФ 113, 501 (2021).
  12. J. L. Donnelly, B. C. P. Sturmberg, K. B. Dossou, L. C. Botten, A. A. Asatryan, C. G. Poulton, R. C. McPhedran, and M. de Sterke, Opt. Express 22, A1343 (2014).
  13. Y. Gao, H. Cansizoglu, K. G. Polat, S. Ghandiparsi, A. Kaya, H. H. Mamtaz, A. S. Mayet, Y. Wang, X. Zhang, T. Yamada, E. Ponizovskaya Devine, A. F. Elrefaie, S. Y. Wang, and M. S. Islam, Nat. Photonics 11, 301 (2017).
  14. H. Cansizoglu, C. Bartolo-Perez, Y. Gao, E. Ponizovskaya Devine, S. Ghandiparsi, K. G. Polat, H. H. Mamtaz, T. Yamada, A. F. Elrefaie, S. Y. Wang, and M. S. Islam, Photonics Res. 6, 734 (2018).
  15. S. Ghandiparsi, A. F. Elrefaie, A. S. Mayet, T. Landolsi, C. Bartolo-Perez, H. Cansizoglu, Y. Gao, H. H. Mamtaz, H. R. Golgir, E. Ponizovskaya Devine, T. Yamada, S. Y. Wang, and M. S. Islam, J. Light. Technol. 37, 5748 (2019).
  16. H. Zhou, S. Xu, Y. Lin, Y. C. Huang, B. Son, Q. Chen, X. Guo, K. H. Lee, S. C. K. Gon, X. Gong, and C. S. Tan, Opt. Express 28, 10280 (2020).
  17. H. Cansizoglu, E. Ponizovskaya Devine, Y. Gao, S. Ghandiparsi, T. Yamada, A. F. Elrefaie, S. Y. Wang, and M. S. Islam, IEEE Trans. Electron Devices 65, 372 (2018).
  18. T. Yamada, E. Ponizovskaya Devine, S. Ghandiparsi, C. Bartolo-Perez, A. S. Mayet, H. Cansizoglu, Y. Gao, A. Ahamed, S. Y. Wang, and M. S. Islam, Nanotechnology 32, 365201 (2001).
  19. C. Bartolo-Perez, S. Chandiparsi, A. S. Mayet, H. Cansizoglu, Y. Gao, W. Qarony, A. Ahamed, S. Y. Wang, S. R. Cherry, M. S. Islam, and G. Arino-Estrada, Opt. Express 29, 19024 (2021).
  20. Yu. V. Dvuzhilova, I. S. Dvuzhilov, and M. B. Belonenko, Bull.Russ. Acad. Sci.: Phys. 85, 1354 (2021).
  21. П. С. Емельянцев, Н. И. Пышков, С. Е. Свяховский, Письма в ЖЭТФ 117, 826 (2023).
  22. A. I. Yakimov, V. V. Kirienko, D. E. Utkin, and A. V. Dvurechenskii, Nanomaterials 12, 2993 (2022).
  23. D. Duch'e, L. Escoubas, J. J. Simon, P. Torchio, W. Vervisch, and F. Flory, Appl. Phys. Lett. 92, 193310 (2008).
  24. J. D. Joannopoulos, S. G. Johnson, J. N. Winn, and R. D. Meade, Photonic crystals: Molding the ow of light, Princeton University Press, Princeton (2008).
  25. T. Baba, Nat. Photonics 2, 465 (2008).
  26. И. А. Колмычек, И. В. Малышева, В. Б. Новиков, А. И. Майдыковский, А. П. Леонтьев, К. С. Напольский, Т. В. Мурзина, Письма в ЖЭТФ 114, 727 (2021).
  27. А. И. Якимов, А. В. Двуреченский, А. И. Никифоров, С. В. Чайковский, С. А. Тийс, ФТП 37, 1383 (2003).
  28. A. I. Yakimov, V. V. Kirienko, V. A. Armbrister, A. A. Bloshkin, and A. V. Dvurechenskii, Appl. Phys. Lett. 112, 171107 (2018).
  29. K. Zang, X. Jiang, Y. Huo, X. Ding, M. Morea, X. Chen, C. Y. Lu, J. Ma, M. Zhou, Z. Xia, Z. Yu, T. I. Kamins, Q. Zhang, and J. S. Harris, Nat.Commun. 8, 628 (2017).
  30. H. Shigeta, M. Fujita, Y. Tanaka, A. Oskooi, H. Ogawa, Y. Tsuda, and S. Noda, Appl. Phys. Lett. 101, 161103 (2012).
  31. Ю. М. Серов, А. И. Галимов, А. А. Торопов, Известия Российской академии наук. Серия физическая 87, 885 (2023).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».