"Физика и техника полупроводников"
Вышедшие номера
Исследование микроволнового поглощения в полупроводниках для устройств умножения частоты и управления выводом излучения непрерывных и импульсных гиротронов
Переводная версия: 10.1134/S1063782620090195
Маремьянин К.В.1, Паршин В.В.2, Серов Е.А.2, Румянцев В.В.1, Кудрявцев К.Е.1, Дубинов А.А.1, Фокин А.П.2, Морозов С.С.3, Алешкин В.Я.1, Глявин М.Ю.2, Денисов Г.Г.2, Морозов С.В.1
1Институт физики микроструктур Российской академии наук, Нижний Новгород, Россия
2Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук, Нижний Новгород, Россия
3Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
Email: rumyantsev@ipmras.ru
Поступила в редакцию: 15 апреля 2020 г.
В окончательной редакции: 21 апреля 2020 г.
Принята к печати: 21 апреля 2020 г.
Выставление онлайн: 11 июня 2020 г.

Приводятся результаты экспериментального исследования диэлектрических потерь в полупроводниковых кристаллах GaAs, InP:Fe и Si в миллиметровом диапазоне длин волн (80-260 ГГц) с использованием прецизионного оригинального метода измерений показателя преломления и тангенса угла диэлектрических потерь tgdelta на основе открытых высокодобротных резонаторов Фабри-Перо. Показано, что в сверхчистых полупроводниковых монокристаллических подложках GaAs потери в частотном диапазоне от 100 до 260 ГГц в основном определяются решеточным поглощением, в то время как в монокристаллическом кремнии основной механизм потерь - поглощение на свободных носителях заряда; при этом tgdelta~(1-2)·10-4 даже при заметной, на уровне 1012 см-3, концентрации свободных носителей. В отличие от GaAs и Si, в компенсированных кристаллах InP:Fe tgdelta практически не зависит от частоты в диапазоне от 100 до 260 ГГц, что связывается с проводимостью материала по прыжковому механизму. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании и оптимизации микроволновых полупроводниковых приборов, в частности устройств умножения частоты и управляемого вывода излучения непрерывных и импульсных гиротронов. Ключевые слова: субтерагерцовый диапазон, GaAs, InP:Fe, Si, поглощение, тангенс угла диэлектрических потерь.
  1. S.W. Smye, J.M. Chamberlain, A.J. Fitzgerald, E. Berry. Phys. Med. Biol., 46 (9), R101 (2001)
  2. N. Dudovich, D. Oron, Y. Silberberg. Nature, 418 (6897), 512 (2002)
  3. B.E. Cole, J.B. Williams, B.T. King, M.S. Sherwin, C.R. Stanley. Nature, 410 (6824), 60 (2001)
  4. A.V. Gaponov, M.I. Petelin, V.K. Yulpatov. Radiophys. Quant. Electron., 10 (9-10), 794 (1971)
  5. M. Thumm. J. Infrared, Millimeter, Terahertz Waves, 41 (1), 1 (2020)
  6. M.Y. Glyavin, G.G. Denisov, V.E. Zapevalov, M.A. Koshelev, M.Y. Tretyakov, A.I. Tsvetkov. Physics-Uspekhi, 59 (6), 595 (2016)
  7. T. Idehara, S.P. Sabchevski, M. Glyavin, S. Mitsudo. Appl. Sci., 10 (3), 980 (2020)
  8. E.A. Nanni, W.R. Huang, K.-H. Hong, K. Ravi, A. Fallahi, G. Moriena, R.J. Dwayne Miller, F.X. Kartner. Nature Commun., 6, 8486 (2015)
  9. B.M. Garin. ICMWFST'96, 4th Int. Conf. on Millimeter Wave and Far Infrared Science and Technology, Proc. (Beijing, China, 1996) p. 311
  10. B.A. Andreev, T.V. Kotereva, V.V. Parshin, V.B. Shmagin, R. Heidinger. Inorg. Mater., 33 (11), 1100 (1997)
  11. J.A. Hejase, P.R. Paladhi, P.P. Chahal. IEEE Trans. Components, Packaging, Manufacturing Technol., 1 (11), 1685 (2011)
  12. J. Krupka, J. Breeze, A. Centeno, N. Alford, T. Claussen, L. Jensen. IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques, 54 (11), 3995 (2006)
  13. J. Krupka, J.G. Hartnett, M. Piersa. Appl. Phys. Lett., 98 (11), 112112 (2011)
  14. L.N. Alyabyeva, E.S. Zhukova, M.A. Belkin, B.P. Gorshunov. Sci. Rep., 7 (1), 7360 (2017)
  15. B.M. Garin, V.V. Parshin, S.E. Myasnikova, V.G. Ralchenko. Diamond Relat. Mater., 12 (10-11), 1755 (2003)
  16. R. Golovashchenko, V. Derkach, S. Tarapov. Radiofizika I Elektronika, 20 (4), 31 (2015)
  17. J. Molla, R. Vila, R. Heidinger, A. Ibarra. J. Nucl. Mater., 258- 263, 1884 (1998)
  18. M. Kulygin, G. Denisov. J. Infrared, Millimeter, Terahertz Waves, 33 (6), 638 (2012)
  19. J.F. Picard, S.C. Schaub, G. Rosenzweig, J.C. Stephens, M.A. Shapiro, R.J. Temkin. Appl. Phys. Lett., 114 (16), 164102 (2019)
  20. A.A. Vikharev, G.G. Denisov, V.V. Kocharovsky, S.V. Kuzikov, V.V. Parshin, N.Y. Peskov, A.N. Stepanov, D.I. Sobolev, M.Y. Shmelev. Radiophys. Quant. Electron., 50 (10), 786 (2007)
  21. O. Madelung. Semiconductors: Data Handbook (N.Y., Springer Verlag, 2003)
  22. V.V. Rumyantsev, K.V. Maremyanin, A.P. Fokin, A.A. Dubinov, V.V. Utochkin, M.Y. Glyavin, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretskii, S.V. Morozov, V.I. Gavrilenko. Semiconductors, 53 (9), 1217 (2019)
  23. Y.A. Dryagin, V.V. Parshin. Int. J. Infrared and Millimeter Waves, 13 (7), 1023 (1992)
  24. A.F. Krupnov, M.Y. Tretyakov, V.V. Parshin, V.N. Shanin, M.I. Kirillov. Int. J. Infrared and Millimeter Waves, 20 (10), 1731 (1999)
  25. V.V. Parshin, M.Y. Tretyakov, M.A. Koshelev, E.A. Serov. Radiophys. Quant. Electron., 52 (8), 525 (2010)
  26. V.N. Shanin, V.V. Dorovskikh, M.Y. Tretyakov, V.V. Parshin, A.P. Shkaev. Instrum. Exp. Tech., 46 (6), 798 (2003)
  27. E.V. Koposova, S.E. Myasnikova, V.V. Parshin, S.N. Vlasov. Diamond Relat. Mater., 11 (8), 1485 (2002)
  28. A.F. Krupnov, M.Y. Tretyakov, V.V. Parshin, V.N. Shanin, S.E. Myasnikova. J. Mol. Spectr., 202 (1), 107 (2000)
  29. N.F. Mott, E.A. Davis. Electronic Processes in Noncrystalline Solids (London, Oxford University, 1971)
  30. K. Khirouni, H. Maaref, J.C. Bourgoin, J.C. Garcia. Mater. Sci. Engin. B, 22, 86 (1993)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.