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Numerical Analysis for Resonance Properties of Plasma-Wave Field-Effect Transistors and Their Terahertz Applications to Smart Photonic Network Systems Análise numérica para propriedades de ressonância de transistores de efeito de campo de ondas plasmáticas e suas aplicações em Terahertz para sistemas de redes fotônicas inteligentes

Taiichi OTSUJI, Shin NAKAE, Hajime KITAMURA

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Resumo:

Este artigo descreve a análise numérica das propriedades de oscilação/detecção de ondas eletromagnéticas terahertz de transistores de efeito de campo de ondas de plasma (PW-FETs) e suas aplicações em futuros sistemas de redes fotônicas inteligentes. O PW-FET é um novo tipo de dispositivo eletrônico que utiliza o efeito de ressonância de plasma de elétrons de condução bidimensionais altamente densos no canal FET. Ao resolver numericamente as equações hidrodinâmicas para PW-FETs, as características de ressonância do plasma sob absorção de ondas eletromagnéticas terahertz são analisadas para três tipos de FETs; MOSFETs de Si, MESFETs de GaAs e HEMTs baseados em InP. Os resultados indicam que os HEMTs de comprimento de porta sub-100 nm baseados em InP exibem as características de oscilação/detecção mais promissoras na faixa de terahertz com sintonização de frequência muito ampla. Ao introduzir os PW-FETs como osciladores sintonizáveis ​​​​com frequência terahertz bloqueados por injeção e misturadores terahertz, uma nova idéia de detecção heteródina coerente utilizando bandas terahertz IF (frequência intermediária) é proposta para os futuros sistemas de redes fotônicas inteligentes que permitem tempo real roteamento de comprimento de onda adaptativo para multiplexação add-drop. A ressonância plasmática de PW-FETs por meio de geração de diferentes frequências baseada em fotomistura direta também é proposta como uma abordagem alternativa à oscilação de terahertz bloqueada por injeção. Para realizá-lo, excitações de portadoras virtuais pelo polariton com energia de fóton inferior ao bandgap do canal são um mecanismo possível.

Publicação
IEICE TRANSACTIONS on Electronics Vol.E84-C No.10 pp.1470-1476
Data de publicação
2001/10/01
Publicitada
ISSN online
DOI
Tipo de Manuscrito
Special Section PAPER (Joint Special Issue on Heterostructure Microelectronics with TWHM 2000 (Topical Workshop on Heterostructure Microelectronics 2000))
Categoria
Novos dispositivos eletrônicos

autores

Palavra-chave