Нанодиод ставит рекорд скорости

// // Исследования и разработки //

Исследователи нанодиодовИсследователями из Великобритании и Голландии создан первый электронный нанодиод, способный работать при частоте свыше 1 ТГц. Это устройство является не только самым быстрым из существующих, но еще и самым простым, поскольку его принцип основан на однослойной архитектуре, в отличие от обычных диодов имеющих электронно-дырочный переход либо барьерную структуру.

Tерагерцовый диапазон лежит между микроволновой и средней инфракрасной областью спектра электромагнитного излучения. До настоящего времени этот диапазон оставался малоосвоенным из-за сложностей в создании полупроводниковых эмиттеров и детекторов для работы в нем. Однако совсем недавно исследователь Эймин Сонг (Aimin Song) из Манчестерского университета совместно с коллегами разработал принципиально новое устройство с ассиметричным наноканалом, которое работает на частотах до 2,5 ТГц при температуре свыше 150 К.

Ученые создавали устройство методом электронно-лучевой литографии. При этом соблюдался традиционный для структуры любого диода принцип асимметрии. Обычный диод основан либо на ассиметричном профиле распределения легирующей примеси либо на ассиметричном энергетическом барьере. Напомним читателям, что диод представляет собой двухэлектродный электронный прибор, обладающий различной проводимостью в зависимости от направления электрического тока.

Инновацией Эймина Сонга стала работа с диодной асимметричной геометрией. «Электроны в окружении канала нашего устройства накапливаются либо истощаются в зависимости от полярности подаваемого напряжения, что автоматически переключает наноканал», - поясняет Сонг. «То есть мы получаем тот же результат, что и в обычном диоде, но принцип работы совершенно иной».

По словам ученого, диод, который стал первым наноустройством, работающим на такой высокой частоте, может работать при комнатной температуре и служить в различных детекторных системах, например, в устройствах безопасности, использоваться при детекции биомолекул и даже применяться в астрофизике ( 98% фотонов, оставшихся после большого взрыва имеют терагерцовую длину волны).  Двумерная архитектура диода  обеспечивает  легкость производства спектра устройств терагерцового отображения. Сейчас группа ученых занимается уменьшением размеров устройства и настройкой его функционирования при комнатной температуре.