Detektionsmechanismen in Graphen-Strahlungssensoren

• Antragsteller: Professor Dr. Sergey Ganichev
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 437518688

Die Hauptmechanismen von Wechselstromgleichrichtung in Terahertz (THz)-Graphen-Strahlungssensoren werden untersucht, indem systematische Experimente an Detektor-Prototypen mit unterschiedlichen Designs und Graphen-basierten Materialien durchgeführt werden. Dabei werden Messungen im Frequenz-Bereich von Sub-THz bis zur Infrarot-Strahlung und in einem weiten Temperaturbereich von 4K bis zu Raumtemperatur durchgeführt. Grundlegende Aspekte der Wechselwirkung zwischen Terahertz-Strahlung und Graphen, insbesondere das Zusammenspiel der thermoelektrischen und plasmonischen (Dyakonov-Shur) Mechanismen der Terahertz-Strahlungsdetektion, werden im Hinblick auf optoelektronische Anwendungen untersucht. Die Designs und Materialien werden so angepasst, dass einer dieser Mechanismen begünstigt wird. Hierbei werden industriekompatible Prozesse verwendet. Anschließend wird das optimale Design der Raumtemperatur-Detektoren entwickelt und getestet, bei dem zwei oder mehrere Detektions-Mechanismen konstruktiv beitragen und so ein Maximum an Empfindlichkeit und ein Minimum an Rauschen ermöglichen. Die Identifizierung der Hauptdetektionsmechanismen und die Entwicklung optimierter Detektoren werden neue Konstruktionen von Hochfrequenz-Graphen-Detektions-Systemen wie z.B. THz-Mischer und schnelle bildgebende Detektionsmatrizen ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich, Schweden
• Kooperationspartner: Dr. Frederic Teppe; Professor August Yurgens