Terahertz-Emission durch Plasmawellen in GaN-Feldeffekttransistoren

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Heinrich; Professor Dr. Hartmut G. Roskos, seit 7/2013
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik ; Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 227991129

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von halbleiterbasierten Höchstfrequenz-Strahlungsquellen, die auf der Basis von Plasmawellenanregung arbeiten. Strahlung wird im Terahertz-Frequenzbereich von 0.3 THz bis zu einigen THz emittiert. Dass dies prinzipiell funktioniert, wurde in jüngster Zeit durch mehrere Experimente in der Literatur belegt. Die Plasmawellenanregung erfolgt im zweidimensionalen Elektronengas von Feldeffekt-Transistoren, die dann bei Frequenzen weit über ihrer klassischen Grenzfrequenz emittieren. Dieses Projekt widmet sich der Steigerung der von den Plasmawellen abgestrahlten Leistung. Durch mehrere Maßnahmen sollen die Bedingungen für Plasmawellenerzeugung und Abstrahlung verbessert werden. Diese Maßnahmen sind die Kontrolle der Abruptheit des Ladungsdichteprofils, die Integration optimierter Antennen und die Injektion von elektromagnetischer Strahlung bei einer Subharmonischen. Letzteres dient auch der Synchronisation mehrerer Transistoren mit dem Ziel der kohärenten Kopplung zur Leistungserhöhung. Die Maßnahmen zur Leistungsverbesserung gehen Hand in Hand mit einer detaillierten modellmäßigen Untersuchung der Bedingungen für effiziente Plasmawellenanregung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Alvydas Lisauskas, bis 7/2013