Desenvolvimento de emissores de radiação na faixa de Terahertz baseados em compostos III-V fotocondutivos para espectroscopia e formação de imagens / Development of Terahertz radiation emitters based on photoconductive III-V compounds for spectroscopy and imaging

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

A radiação eletromagnética em Terahertz (THz) situa-se na faixa de 1012 Hz, com comprimentos de onda associados variando de 30 µm até 3 mm. É possível então usar esta radiação para investigar propriedades físicas de materiais que requerem uma definição desta ordem. Além de aplicações na espectroscopia, estes comprimentos de onda são capazes de penetrar em papel, tecidos, pele e até neblina atmosférica, gerando um grande interesse em sistemas de segurança, medicina e aviação 1. Neste trabalho será apresentado o desenvolvimento de emissores de Terahertz baseados em SI-GaAs (GaAs Semi-Isolante), incluindo uma discussão detalhada da teoria desta emissão, descrição dos processos de fabricação e resultados obtidos de várias amostras. Esta antena consiste em eletrodos interdigitados depositados no topo de um substrato, de forma similar a fotodetectores MSM 2. A principal diferença entre estes dois dispositivos é que no emissor é feita uma segunda metalização,"opaca " e acima da anterior, separada por uma camada isolante de Si3N4. O princípio físico básico envolvido neste dispositivo é a emissão de radiação por cargas aceleradas. A idéia é que pares elétron-buraco sejam gerados por um laser de femtossegundo incidente na amostra, que se movem rapidamente entre os eletrodos, devido à tensão aplicada. Para obter a máxima eficiência de absorção, a camada isolante também serve como anti-refletora para o laser. A segunda metalização possui um papel essencial, pois ela garante que todos os portadores são acelerados no mesmo sentido, possibilitando então a interferência construtiva no campo distante (Far-Field) 3. Considerando a grande dificuldade de obtenção de lasers com pulsos de femtossegundos no período deste trabalho, utilizamos nosso dispositivo para a geração de ondas na faixa de MHz a partir de um laser pulsado eletronicamente, para verificação do princípio. Muito boa concordância entre nossa simulação e as medidas foi obtida. No entanto, deve-se observar que as propriedades da onda gerada neste caso são mais dependentes do pulso óptico em si do que da velocidade do dispositivo. De toda forma, o resultado mostra que o princípio de geração de ondas de rádio a partir de pulsos ópticos foi demonstrado com sucesso com nosso dispositivo.

ASSUNTO(S)

terahertz waves semiconductors fotocondutividade radiation photoconductivity ondas terahertz radiação semicondutores

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