Name: design, fabrication, and experimental characterization of plasmonic photoconductive terahertz emitters
Uploaded: 2013-07-08T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Design, Fabrication, and Experimental Characterization of Plasmonic Photoconductive Terahertz Emitters at JoVE.com

Författarna vill tacka Picometrix för tillhandahållande av LT-GaAs-substrat och tacksamt erkänna det ekonomiska stödet från Michigan Space Grant Consortium, DARPA Young Faculty Award förvaltas av Dr John Albrecht (kontrakt # N66001-10-1-4027), NSF KARRIÄR Award förvaltas av Dr Samir El-Ghazaly (kontrakt # N00014-11-1-0096), ONR Young Investigator Award förvaltas av Dr Paul Maki (kontrakt # N00014-12-1-0947), och ARO Young Investigator Award förvaltas av Dr Dev Palmer (kontrakt # W911NF-12-1-0253).

Ett. Plasmoniska Fotokonduktiv Emitter Fabrication <ol><li> Fabricera plasmoniska gitter. <ol><li> Rengör halvledarskivan genom nedsänkning i aceton (2 min) följt av isopropanol (2 min), och sköljning med avjoniserat vatten (10 sek). </li><li> Torka provet med kväve och värm på en värmeplatta vid 115 ° C under 90 sekunder för avlägsnande av eventuellt kvarvarande vatten. </li><li> Spin MICROCHEM 950K PMMA A4 på provet vid 4000 rpm i 45 sek. Förgrädda resist på en värmeplatta vid 180 ° C under 3 min. <...

<ol>
	<li>Preu, S., Dohler, G. H., Malzer, S., Wang, L. J., Gossard, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tunable,+continuous-wave+terahertz+photomixer+sources+and+applications.">Tunable, continuous-wave terahertz photomixer sources and applications.</a> J. Appl. Phys. 109, 061301 (2011).</li><li>Bjarnason, J. E., Chan, T. L. J., Lee, A. W. M., Brown, E. R., Driscoll, D. C., Hanson, M., Gossard, A. C., Muller, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ErAs:GaAs+photomixer+with+two-decade+tunability+and+12+&#956;W+peak+output+power.">ErAs:GaAs photomixer with two-decade tunability and 12 &#956;W peak output power.</a> Appl. Phys. Lett. 85, 3983-3985 (2004).</li><li>Peytavit, E., Lepilliet, S., Hindle, F., Coinon, C., Akalin, T., Ducournau, G., Mouret, G., Lampin, J. -. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Milliwatt-level+output+power+in+the+sub-terahertz+range+generated+by+photomixing+in+a+GaAs+photoconductor.">Milliwatt-level output power in the sub-terahertz range generated by photomixing in a GaAs photoconductor.</a> Appl. Phys. Lett. 99, 223508 (2011).</li><li>Upadhya, P. C., Fan, W., Burnett, A., Cunningham, J., Davies, A. G., Linfield, E. H., Lloyd-Hughes, J., Castro-Camus, E., Johnston, M. B., Beere, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitation-density-dependent+generation+of+broadband+terahertz+radiation+in+an+asymmetrically+excited+photoconductive+antenna.">Excitation-density-dependent generation of broadband terahertz radiation in an asymmetrically excited photoconductive antenna.</a> Opt. Lett. 32, 2297-2299 (2007).</li><li>Roehle, H., Dietz, R. J. B., Hensel, H. J., B&#246;ttcher, J., K&#252;nzel, H., Stanze, D., Schell, M., Sartorius, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Next+generation+1.5+&#956;m+terahertz+antennas:+mesa-structuring+of+InGaAs/InAlAs+photoconductive+layers.">Next generation 1.5 &#956;m terahertz antennas: mesa-structuring of InGaAs/InAlAs photoconductive layers.</a> Opt. Express. 18, 2296-2301 (2010).</li><li>Taylor, Z. D., Brown, E. R., Bjarnason, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resonant-optical-cavity+photoconductive+switch+with+0.5+%+conversion+efficiency+and+1.0W+peak+power.">Resonant-optical-cavity photoconductive switch with 0.5 % conversion efficiency and 1.0W peak power.</a> Opt. Lett. 31, 1729-1731 (2006).</li><li>Park, S. -. G., Jin, K. H., Yi, M., Ye, J. C., Ahn, J., Jeong, K. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancement+of+Terahertz+Pulse+Emission+by+Optical+Nanoantenna.">Enhancement of Terahertz Pulse Emission by Optical Nanoantenna.</a> ACS NANO. 6, 2026-2031 (2012).</li><li>Auston, D. H., Cheung, K. P., Smith, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Picosecond+photocoducting+Hertzian+dipoles.">Picosecond photocoducting Hertzian dipoles.</a> Appl. Phys. Lett. 45, 284-286 (1984).</li><li>Berry, C. W., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Terahertz+generation+using+plasmonic+photoconductive+gratings.">Terahertz generation using plasmonic photoconductive gratings.</a> New Journal of Physics Focus Issue on Terahertz Plasmonics. 14, 105029 (2012).</li><li>Berry, C. W., Hashemi, M. R., Unlu, M., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Significant+Radiation+Enhancement+in+Photoconductive+Terahertz+Emitters+by+Incorporating+Plasmonic+Contact+Electrodes.">Significant Radiation Enhancement in Photoconductive Terahertz Emitters by Incorporating Plasmonic Contact Electrodes.</a> arXiv. , 1209.1680v1 (2012).</li><li>Berry, C. W., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrafast+Photoconductors+based+on+Plasmonic+Gratings.">Ultrafast Photoconductors based on Plasmonic Gratings.</a> Proc. Int. Conf. Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves. , 1-2 (2011).</li><li>Berry, C. W., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonically-enhanced+localization+of+light+into+photoconductive+antennas.">Plasmonically-enhanced localization of light into photoconductive antennas.</a> Proc. Conf. Lasers and Electro-Optics. , CFI2 (2010).</li><li>Berry, C. W., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+of+impedance+matching+in+photoconductive+antennas.">Principles of impedance matching in photoconductive antennas.</a> Journal of Infrared, Millimeter and Terahertz. , (2012).</li><li>Ralph, S. E., Grischkowsky, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trap-enhanced+electric+fields+in+semi-insulators:+The+role+of+electrical+and+optical+carrier+injection.">Trap-enhanced electric fields in semi-insulators: The role of electrical and optical carrier injection.</a> Appl. Phys. Lett. 59, 1972 (1991).</li><li>Upadhya, P. C., Fan, W., Burnett, A., Cunningham, J., Davies, A. G., Linfield, E. H., Lloyd-Hughes, J., Castro-Camus, E., Johnston, M. B., Beere, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitation-density-dependent+generation+of+broadband+terahertz+radiation+in+an+asymmetrically+excited+photoconductive+antenna.">Excitation-density-dependent generation of broadband terahertz radiation in an asymmetrically excited photoconductive antenna.</a> Opt. Lett. 32, 2297-2299 (2007).</li><li>Taylor, Z. D., Brown, E. R., Bjarnason, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resonant-optical-cavity+photoconductive+switch+with+0.5+%+conversion+efficiency+and+1.0W+peak+power.">Resonant-optical-cavity photoconductive switch with 0.5 % conversion efficiency and 1.0W peak power.</a> Opt. Lett. 31, 1729-1731 (2006).</li><li>Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Terahertz+radiation-band+engineering+through+spatial+beam-shaping.">Terahertz radiation-band engineering through spatial beam-shaping.</a> Photonic Technology Letters. 21, 2019620 (2009).</li><li>Jarrahi, M., Lee, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+power+tunable+terahertz+generation+based+on+photoconductive+antenna+arrays.">High power tunable terahertz generation based on photoconductive antenna arrays.</a> Proc. IEEE International Microwave Symposium. , 391-394 (2008).</li><li>Beck, M., Schafer, H., Klatt, G., Demsar, J., Winnerl, S., Helm, M., Dekorsy, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impulsive+terahertz+radiation+with+high+electric+fields+from+an+amplifier-driven+large-area+photoconductive+antenna.">Impulsive terahertz radiation with high electric fields from an amplifier-driven large-area photoconductive antenna.</a> Opt. Express. 18, 9251-9257 (2010).</li><li>Hattori, T., Egawa, K., Ookuma, S. I., Itatani, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intense+terahertz+pulses+from+large-aperture+antenna+with+interdigitated+electrodes.">Intense terahertz pulses from large-aperture antenna with interdigitated electrodes.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 45, L422-L424 (2006).</li><li>Kim, J. H., Polley, A., Ralph, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+photoconductive+terahertz+source+using+line+excitation.">Efficient photoconductive terahertz source using line excitation.</a> Opt. Lett. 30, 2490-2492 (2005).</li><li>Dreyhaupt, A., Winnerl, S., Dekorsy, T., Helm, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-intensity+terahertz+radiation+from+a+microstructured+large-area+photoconductor.">High-intensity terahertz radiation from a microstructured large-area photoconductor.</a> Appl. Phys. Lett. 86, 121114 (2005).</li><li>Brown, E. R., Lee, A. W. M., Navi, B. S., Bjarnason, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+a+planar+self-complementary+square-spiral+antenna+in+the+THz+region.">Characterization of a planar self-complementary square-spiral antenna in the THz region.</a> Microwave Opt. Technol. Lett. 48, 524-529 (2006).</li><li>Huo, Y., Taylor, G. W., Bansal, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Planar+log-periodic+antennas+on+extended+hemishperical+silicon+lenses+for+millimeter/submillimeter+wave+detection+applications.">Planar log-periodic antennas on extended hemishperical silicon lenses for millimeter/submillimeter wave detection applications.</a> Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 23, 819 (2002).</li><li>Heshmat, B., Pahlevaninezhad, H., Pang, Y., Masnadi-Shirazi, M., Lewis, R. B., Tiedje, T., Gordon, R., Darcie, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Nanoplasmonic Terahertz Photoconductive Switch on GaAs. Nano Lett. 12, 6255-6259 (2012).</li><li>Berry, C. W., Hashemi, M. R., Unlu, M., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Significant+Performance+Enhancement+in+Photoconductive+Terahertz+Optoelectronics+by+Incorporating+Plasmonic+Contact+Electrodes.">Significant Performance Enhancement in Photoconductive Terahertz Optoelectronics by Incorporating Plasmonic Contact Electrodes.</a> Nature Communications. 4, 1622 (2013).</li><li>Wang, N., Berry, C. W., Hashemi, M. R., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonic+photoconductive+detectors+for+enhanced+terahertz+detection+sensitivity.">Plasmonic photoconductive detectors for enhanced terahertz detection sensitivity.</a> Optics Express. , (2013).</li><li>Hsieh, B. -. Y., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+periodic+metallic+nano-slits+for+efficient+interaction+of+terahertz+and+optical+waves+at+nano-scale+dimensions.">Analysis of periodic metallic nano-slits for efficient interaction of terahertz and optical waves at nano-scale dimensions.</a> J. Appl. Phys. 109, 084326 (2011).</li><li>Hsieh, B. -. Y., Wang, N., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+Ultrafast+Pump-Probe+Measurements+at+the+Nanoscale.+Special+Issue+of+"Optics+in+2011.">Toward Ultrafast Pump-Probe Measurements at the Nanoscale. Special Issue of "Optics in 2011.</a> Optics &amp; Photonics News. 22, (2011).</li><li>Hsieh, B. -. Y., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+focusing+of+terahertz+and+optical+waves+into+nano-scale.">Simultaneous focusing of terahertz and optical waves into nano-scale.</a> Proc. Int. Conf. Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves. , 1-2 (2011).</li><li>Jackson, A. W., Ibbetson, J. P., Gossard, A. C., Mishra, U. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduced+thermal+conductivity+in+low-temperature+grown+GaAs.">Reduced thermal conductivity in low-temperature grown GaAs.</a> Appl. Phys. Lett. 74, 2325-2327 (1999).</li></ol>

I denna video artikeln presenterar vi en ny fotokonduktivt teknik terahertz generation som använder en plasmoniska konfiguration kontaktelektrod att förbättra optisk till terahertz verkningsgraden med två storleksordningar. Den betydande ökningen av terahertz strålning makten från de presenterade plasmoniska fotokonduktiva utsläppskällor är mycket värdefullt för framtida högkänslig terahertz bildbehandling, spektroskopi och spektrometri system som används för avancerad kemisk identifiering, medicinsk bil...

Vi presenterar en ny fotokonduktivt terahertz emitter som använder en plasmoniska konfiguration kontaktelektrod att förbättra optisk till terahertz verkningsgraden med två storleksordningar. Vår teknik tar upp de viktigaste begränsningarna hos konventionella fotokonduktiva terahertz utsläppskällor, nämligen låg uteffekt och dålig effektivitet, som härstammar från den inneboende kompromiss mellan hög DQE och ultrasnabb drift av konventionella fotoenheter. En av de viktigaste nyheterna i vår design som ledde till detta hoppa prestandaförbättring är att utforma en konfiguration kontakt elektrod som ackumulerar ett stort antal foto-genererade bärare i nära anslutning till testelektroderna, så att de kan hämtas inom en sub- pikosekund tidsskala. Med andra ord är kompromissen mellan fotoledaren ultrasnabb drift och hög kvanteffektivitet mildras genom rumslig manipulering av foto-släktenated bärare. Plasmoniska kontaktelektroder erbjuda denna unika förmåga genom (1) att låta lätt förlossning i nanoskala enheter aktiva områden mellan plasmoniska elektroderna (utöver diffraktionsgränsen), (2) extra ljus förbättring på metall-kontakt och foto-absorberande halvledare gränssnittet 10, 11. En annan viktig egenskap hos vår lösning är att den rymmer stora fotokonduktorenheterna aktiva områden utan en avsevärd ökning av parasitära belastning till terahertz strålande antenn. Använda stora fotokonduktorenheterna aktiva områden möjliggör lindring transportören screening och termisk nedbrytning, som är de ultimata begränsningar för den maximala strålningseffekten från konventionella fotokonduktiva utsläppsländerna. Denna video artikeln är koncentrerad på de unika attribut av våra presenterade lösningen genom att beskriva de styrande fysik, numerisk modellering och experimentell verifiering. Vi visar experimentellt 50 gånger högre terahertz befogenheter från en plasmoniska Photoconductive emitter i jämförelse med en liknande fotoledande emitter med icke-plasmoniska kontaktelektroderna.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td>&nbsp;</td>
 <td>&nbsp;</td>
 <td>&nbsp;</td>
 <td>Reagent</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Polymethyl Methacrylate (PMMA)</td>
 <td>MicroChem</td>
 <td>950K PMMA A4</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Hexamethyldisilazane (HMDS)</td>
 <td>Shin-Etsu MicroSI</td>
 <td>MicroPrime HP Primer</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Optical Photoresist</td>
 <td>Dow Chemical</td>
 <td>Megaposit SPR 220-3.0</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Photoresist Developer</td>
 <td>AZ Electronic Materials</td>
 <td>AZ 300 MIF Developer</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Methyl Iso-Butyl Keytone (MIBK)</td>
 <td>Avantor Performance Materials</td>
 <td>9322-03</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>&nbsp;</td>
 <td>&nbsp;</td>
 <td>&nbsp;</td>
 <td>Equipment</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ti:Sapphire Mode-Locked Laser</td>
 <td>Coherent</td>
 <td>MIRA 900D V10 XW OPT 110V</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Pyroelectric Detector</td>
 <td>Spectrum Detector</td>
 <td>SPI-A-65 THz</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Electron-Beam Lithography Tool</td>
 <td>JEOL</td>
 <td>JBX-6300-FS</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Plasma Stripper</td>
 <td>Yield Engineering Systems</td>
 <td>YES-CV200RFS</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Metal Evaporator</td>
 <td>Denton Vacuum</td>
 <td>SJ-20</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition Tool</td>
 <td>GSI</td>
 <td>GSI PECVD System</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Projection Lithography Stepper</td>
 <td>GCA</td>
 <td>AutoStep 200</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Reactive Ion Etcher</td>
 <td>LAM Research</td>
 <td>9400</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Parameter Analyzer</td>
 <td>Hewlett Packard</td>
 <td>4155A</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Optical Chopper</td>
 <td>Thorlabs</td>
 <td>MC2000</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Lock-in Amplifier</td>
 <td>Stanford Research Systems</td>
 <td>SR830</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Electrooptic Modulator</td>
 <td>Thorlabs</td>
 <td>EO-AM-NR-C2</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Motorized Linear Stage</td>
 <td>Thorlabs</td>
 <td>NRT100</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

design, fabrication, and experimental characterization of plasmonic photoconductive terahertz emitters

I denna video artikeln presenterar vi en detaljerad demonstration av en mycket effektiv metod för att generera terahertz vågor. Vår teknik är baserad på fotoledningsrör, som har varit en av de mest använda teknikerna för terahertz generation 1-8. Terahertz generation i en fotokonduktivt emitter uppnås genom pumpning en ultrasnabb fotoledare med en pulsad eller överlagrade laserbelysning. Den inducerade fotoström, som följer höljet av pumpen laser, dirigeras till en terahertz strålande antenn ansluten till elektroderna fotokonduktorenheterna kontakt att generera terahertz strålning. Även kvantverkningsgraden av en fotokonduktiv sändare kan i teorin nå 100%, har de relativt långa transporter väglängd på foto-genererade dessa till testelektroderna av konventionella Fotoenheterna allvarligt begränsat deras kvanteffektivitet. Dessutom transportören screening effekt och termisk nedbrytning begränsar strikt maximal effekt porn av konventionella fotokonduktiva terahertz källor. För att hantera de kvantverkningsgrad begränsningarna hos konventionella fotokonduktiva terahertz utsläppskällor, har vi utvecklat ett nytt fotokonduktivt emitter koncept som innefattar en plasmoniska konfiguration kontaktelektrod att erbjuda hög kvant-effektivitet och ultrasnabb drift samtidigt. Genom att använda nanonivå plasmoniska kontaktelektroder, minskar vi avsevärt genomsnittliga foto-genererade väg carrier transport till elektroder fotokonduktorenheterna kontakt jämfört med konventionella fotoenheterna 9. Vår metod kan man öka fotoledaren aktivt område utan en avsevärd ökning av den kapacitiva belastningen till antennen, öka den maximala effekten terahertz strålning genom att förhindra effekten transportören screening och termisk nedbrytning vid höga optiska pumpeffekter. Genom att införliva plasmoniska kontaktelektroder visar vi förbättra optisk till terahertz effektivitet effektomvandling av en konventionell fotoledande terahertz emitter med en faktor av 50 10.

För att visa potentialen i plasmoniska elektroder för terahertz makten förbättring, fabricerade vi två terahertz sändare: en konventionell (Figur 1a) och plasmoniska (Figur 1b) fotokonduktivt emitter innehåller plasmoniska kontaktelektroder att minska gånger carrier transport att kontakta elektroderna. Båda utförandena består av en ultrasnabb fotoledare med 20 | im gap mellan anod och katod kontakter, kopplad till en 60 ^ m lång bowtie antenn med maximala och minimala bredde...

Watch this Scientific Journal Video about Design, Fabrication, and Experimental Characterization of Plasmonic Photoconductive Terahertz Emitters at JoVE.com

Design, Fabrication, and Experimental Characterization of Plasmonic Photoconductive Terahertz Emitters

Vi beskriver metoder för konstruktion, tillverkning och experimentell karakterisering av plasmoniska fotokonduktiva utsläppskällor, som erbjuder två tiopotenser högre nivåer terahertz effekt jämfört med konventionella fotokonduktiva utsläppskällor.

Konstruktion, tillverkning, och experimentell karakterisering av Plasmoniska photoconductive terahertz sändare

In this video article we present a detailed demonstration of a highly efficient method for generating terahertz waves. Our technique is based on ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Terahertz Microfluidic Sensing Using a Parallel-plate Waveguide Sensor

Terahertz Mikroflödessystem Sensing Använda en vågledare med parallella plattor sensor

Refractive index (RI) sensing is a powerful noninvasive and label-free sensing technique for the identification, detection and monitoring of microfluidic ...

Simulation, Fabrication and Characterization of THz Metamaterial Absorbers

Simulering, tillverkning och karakterisering av THz metamaterial Absorbenter

Metamaterials (MM),  artificial materials engineered to have properties that may not be found in  nature, have been widely explored since the first ...

Fabrication And Characterization Of Photonic Crystal Slow Light Waveguides And Cavities

Framställning och karaktärisering av fotoniska kristaller Slow ljusvågledare och håligheter

Slow light has been one of the hot topics in the photonics community in the past decade, generating great interest both from a fundamental point of view ...

Fabrication and Characterization of Disordered Polymer Optical Fibers for Transverse Anderson Localization of Light

Tillverkning och karakterisering av oordnade Polymer optiska fibrer för Tvärgående Anderson Lokalisering av ljus

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. The developed ...

Patterning via Optical Saturable Transitions - Fabrication and Characterization

Mönstring via Optiska mätt Transitions - tillverkning och karakterisering

This protocol describes the fabrication and characterization of nanostructures using a novel nanolithographic technique called Patterning via Optical ...

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Tryckning Tillverkning av Bulk hetero solceller och<em&gt; In Situ</em&gt; Morfologi Karakterisering

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices ...

Free-form Light Actuators &#8212; Fabrication and Control of Actuation in Microscopic Scale

Free-form Light Actuators ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã¢â‚¬Â Fabrication and Control of Actuation in Microscopic Scale

Fritt formulerade Ljus Ställdon - Fabrication och kontroll av aktivering i mikroskopisk skala

Liquid crystalline elastomers (LCEs) are smart materials capable of reversible shape-change in response to external stimuli, and have attracted ...

Fabrication and Characterization of Superconducting Resonators

Tillverkning och karakterisering av supraledande resonatorer

Superconducting microwave resonators are of interest for a wide range of applications, including for their use as microwave kinetic inductance detectors ...

Fabrication of Nanopillar-Based Split Ring Resonators for Displacement Current Mediated Resonances in Terahertz Metamaterials

Tillverkning av Nanopillar-Based delad ring resonatorer för förskjutningsström medierade resonanser i terahertz Metamaterial

Terahertz (THz) split ring resonator (SRR) metamaterials (MMs) has been studied for gas, chemical, and biomolecular sensing applications because the SRR ...

Design and Characterization Methodology for Efficient Wide Range Tunable MEMS Filters

Design och karakterisering metod för effektiv Wide Range avstämbara MEMS filter

Here, we demonstrate the advantages of the laser Doppler vibrometer (LDV) over conventional techniques (the network analyzer), as well as the techniques ...