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Identifiant IdRef : 226722562
Notice de type Rameau

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Langue d'expression : Francais, Anglais
Date de naissance :  2007
Note publique d''information : 
Les détecteurs et émetteurs travaillant dans la gamme dite Terahertz sont très coûteux et fonctionnent généralement à basse température. Les Professeurs Dyakonov et Shur ont proposé en 1993 une théorie sur l’instabilité des ondes de plasma dans un gaz d’électrons bidimensionnel. Cette théorie énonce qu’un transistor peut fonctionner comme un détecteur ou un émetteur des radiations Terahertz quand la longueur de grille est de taille nanométrique. Dans ce manuscrit, nous présentons une source de radiation Terahertz par un Transistor HEMT à base de l’hétérostructures GaN/AlGaN, cohérente et potentiellement accordable à température ambiante, intense avec une puissance de 0.1µW, de taille nanométrique et peu coûteuse. En second lieu, nous proposons des détecteurs Terahertz à base de la technologie GaN/AlGaN et InGaAs/InAlAs, accordable à température ambiante. Notre étude, d’intérêt pluridisciplinaire, vise à explorer les limites physique et technologique sur les performances des transistors HEMT sur l’Emission et la Détection de radiation Terahertz, l’estimation du NEP (Noise Equivalent Power) a été réalisée. D’un point de vue fondamental, cette étude nous permettra de mieux connaître les propriétés de la détection et de l’émission par un gaz d’électrons bidimensionnel par le biais des ondes de plasma

Note publique d''information : 
We report on detection of terahertz radiation by high electron mobility nanometer InGaAs/InAlAs transistors. The photovoltaic type of response was observed at the 1.8–3.1 THz frequency range, which is far above the cut-off frequency of the transistors. The experiments were performed in the temperature range from 10 to 80 K. The resonant response was observed and was found to be tunable by the gate voltage. The resonances were interpreted as plasma wave excitations in the gated two-dimensional electron gas. The minimum noise equivalent power was estimated, showing possible application of these transistors in sensing of terahertz radiation. Also, we report on the demonstration of room temperature, tuneable terahertz detection obtained by 50 nm gate length InGaAs/InAlAs High Electron Mobility Transistors (HEMT). We show that the physical mechanism of the detection is related to the plasma waves excited in the transistor channel and that the increasing of the drain current leads to the transformation of the broadband detection to the resonant and tuneable one. We also show that the cap layer regions significantly affect the plasma oscillation spectrum in HEMT by decreasing the resonant plasma frequencies. In addition we report on terahertz emission by two-dimensional electron plasma oscillations in nanometric transistors at room temperature. Previously, the THz emission was reported only at 4,2 K in a 60 nm InGaAs high electron mobility transistor. We observe the room temperature emission for transistors based on two types of heterostructures- InGaAs/InAlAs and AlGaN/GaN. For both types we obtain a well defined source drain voltage threshold for the integrated emission, which depends on the gate bias. For InGaAs/InAlAs, we observe only emission signal integrated over the total frequency range (0.1 – 10 THz). High intensity of the Thz emission from GaN/AlGaN structures allowed analysing its spectral content. The emission is interpreted as resulting from a current driven plasma instability leading to oscillations in the transistor channel (Dyakonov–Shur instability)

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