УДК
538.9
Туннельная проводимость короткопериодных сверхрешеток с ТГц
резонатором
С. К. Папроцкий
1, И. В. Алтухов 1, М. С. Каган 1,
С. Е. Дижур 1, Н. А. Хвальковский 1, Н. Д. Ильинская 2,
А. А. Усикова 2, Ю. М. Задиранов 2, А. Д. Буравлёв 2,
А. П. Васильев 2, В. М. Устинов 2, А. Н. Баранов 3,
Р. Тесье 3
1 Институт
радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
2 Физико-технический
институт им. Иоффе РАН, С. Петербург, Россия
3 IES, Université Montpellier 2, CNRS,
Montpellier, France
Статья поступила в
редакцию 28 ноября 2016 г.
Аннотация. Исследован вертикальный транспорт в
короткопериодных сверхрешетках InAs/AlSb и GaAs/AlAs при комнатной температуре.
Обнаружено влияние ТГц резонатора на вольтамперные характеристики в режиме как
резонансного, так и нерезонансного туннелирования. Предложены возможные
объяснения.
Ключевые слова: ТГц генерация, ТГц резонатор, сверхрешётки,
эффект Пёрселла.
Abstract. The effect of THz optical cavity on the resonant and non-resonant
tunneling in short-period superlattices (SLs)
was observed. The MBE grown InAs/AlSb and GaAs/AlAs SLs consisted,
respectively, of 60 and 100 periods sandwiched between heavily doped cap layer
and the substrate. The metallic contacts to the structure had the form of a
ring and formed a distributed cavity for a free-space wavelength of 110 to 160 μm. The measurements were
performed mainly at room T. The periodic maxima observed
in current-voltage characteristics of resonator SL structures at the
non-resonant tunneling were explained by the Purcell effect – the enhancement of spontaneous
emission rate for optical transitions between confined levels within QWs at resonant frequencies of
the cavity. The
effect of the optical cavity is observed also in the region of miniband
transport at moving domain formation. A change of the cavity quality led to a
change in the shape of I-V curve. The reason for this change can be the high
enough alternating field generated in the cavity, which shifts the operating
point due to the rectification of ac field because of strong nonlinearity of
the SL. This result points at the excitation of THz cavity by the negative
resistance of SL with electric domains.
Key words: THz generation, THz cavity,
superlattices, Purcell effect.