الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان
(ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۱۳۲
کد مقاله
ELC132
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
تاثیر ناهمگنی و پلاسمون ها بر پرتوی تراهرتز حاصله از سطح GaAs (100) با پوشش لایه زبر طلا
نام انگلیسی
Effect of inhomogeneity and plasmons on terahertz radiation from GaAs (۱۰۰) surface coated with rough Au film
لابراتوار ملی فیزیک ماده چگال، انستیتو فیزیک، آکادمی علوم چین، پکن، چین
لابراتوار کلیدی فناوری فتوالکترونیک، چین
کالج مهندسی الکترونیک و اتوماسیون، دانشگاه گویلین، چین
انستیتو میکروالکترونیک، آکادمی علوم چین، پکن، چین
الزویر
مرجع به انگلیسی
Applied Surface Science; Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing , China; …; Elsevier
کشور
چین
تاثیر ناهمگنی و پلاسمون ها بر پرتوی تراهرتز حاصله از سطح GaAs (100)با پوشش لایه زبر طلا
چکیده
در این مقاله ما نسبت به اندازه گیری پرتوی تراهرتز (THz) از سطح GaAs / گالیوم آرسناید (۱۰۰) با پوشش لایه / فیلم زبر طلا به ضخامت در محدوده از ۵ الی ۲۵ نانومتر تحت زاویه برخورد از ۰ الی ۵۰ اقدام می نماییم. گسیل غیر عادی THz با ساختارهای ترک خورده ناهمگن در ناحیه برخورد نرمال ملاحظه شد، که خود حاصل آمده از جریان جانبی فتو ـ دمبر می باشد. در عین حال، پرتوی THz ارتقا یافته از Au/GaAs با گوناگونی مورفولوژی Au مورد بررسی قرار گرفت، که مؤکد آن می باشد که پلاسمون های سطح موضعی نقش مهمی را در پرتوی THz به عهده دارند. نتایج معرف چشم انداز قابل توجه فرآیند سخت سازی سطح پلاسمون ها برای گسیل موثر فرآیند با مورفولوژی قابل کنترل Au بر روی نیمه رسانه ها می باشد.
ناهمگنی پلاسمون پرتوی تراهرتز سطح (GaAs (100 پوشش لایه طلا
۱- مقدمه
موج تراهرتز (THz)، که پیوند دهنده الکترونیک و فتونیک در طیف الکترومغناطیسی می باشد، دارای ویژگی های قابل توجه بسیاری بوده و از اینرو به عنوان یک رویه کاربردی مهم مطرح می باشد [۱]. با این وجود، به واسطه راندمان گسیل پایین THz [2]، تشخیصگرهای کمتر حساس [۳]، و ابزارهایی که قابلیت کار با آن را داشته باشند [۴]، موج THz همچنان از دهه ۱۹۸۰ از نظر کاربردی مورد بررسی و تحقیق می باشد. بنابراین، چگونگی افزایش کارایی گسیل امیترها / ساطع کننده های THz به عنوان یکی از جدی ترین مشکلات در ارتباط با علوم و فناوری های THz به حساب می آید [۲]. بعنوان این نوع از امیترهای THz، که به طور مکرر مورد استفاده قرار می گیرند، GaAs در آنتن های نوررسان یا سیستم های هادی حساس نسبت به نور کاربردهای زیادی یافته اند [۳، ۵]. مکانیزم غالب گسیل THz برای امیترهای GaAs منوط به جهت گیری کریستال، برانگیختگی شدت لیزر، شرایط سطح، میزان میدان الکتریکی تأمین شده به صورت درونی یا بیرونی، و دیگر ویژگی ها می باشد [۶]. به طور مثال، به واسطه جهت گیری کریستال و بلور GaAs (100)، به هنگامی که لیزر برانگیخته با سطح به صورت نرمال برخورد می کند، از هر دو مکانیزم یکسو کننده نوری و ضربه جریان نوری استفاده نشده، اما این دو مکانیزم به هنگامی که برانگیختگی به صورت برخورد مورب باشد به کار گرفته می شوند [۶]. در مورد برخورد مورب یا غیرمستقیم، جریان دریفت یا جریان سوقی به وجود آمده به وسیله میدان الکتریکی درونی در لایه تهی به هنگامی که شدت برانگیختگی نسبتاً اندک باشد بر روی پرتوی THz اشراف خواهد داشت. با این وجود، با افزایش شدت برانگیختگی، جریان فتودمبر، که خود حاصل آمده از ضرایب گسیل مختلف الکترون ها و حفره ها می باشد، به عنوان مکانیزم گسیل THz اولیه محسوب خواهد شد [۷].
به هنگامی که سطح GaAs به وسیله یک پوشش طراحی شده مناسب تغییر می یابد کارایی گسیل ممکن است به صورت مؤثری افزایش یابد [۸ ، ۹]. به طور مثال، جابجایی سطح اولیه با هر یک از مولکول های غیرآلی [۸]، یا مولکول های آلی [۱۰]، یا حتی نانو ساختارها [۱۱] به طور مستقیم بر روی سطح قابلیت ارتقاء پرتوی THz از سطوح نیمه رسانا را خواهد داشت. در دهه ۱۹۹۰ مشاهده شد که پوشش فیلم / لایه Au قابلیت ارتقای گسیل THz به هنگام برخوردهای مورب را خواهد داشت [۱۲]. مطالعات بعدی ما در زمینه سیستم Au/GaAs نشان دهنده دینامیک حامل های کاملاً سریع در سطح میانجی Au/GaAs می باشد [۱۳]، در حالی که مکانیزم مرتبط با ارتقای گسیل THz همچنان به صورت نامشخص باقی مانده است. با وجود آنکه گسیل THz از نانوذرات فلزی [۱۴] یا لایه های Au [15] با استفاده از انرژی ضربه ای واحد سنگین (در مرتبه mJ/pulse) امکان پذیر می گردد، استفاده از فرآیند گسیل THz با بهره گیری از فلزات تحت میدان نسبتاً اندک لیزر (در مرتبه nJ/pulse) قابل اغماض بوده و در این راستا قابلیت توصیف پرتوی THz ارتقا یافته از GaAs دارای پوشش AU را نخواهد داشت.
در این تحقیق، ما نسبت به گزارش نمودن گسیل THz از سطح GaAs دارای پوشش AU (100) به وسیله پالس های لیزر کاملا سریع در مقیاس فمتوثانیه یا یک کوآدریلیوم ثانیه (nJ/pulse) در زوایای برخورد در محدوده ای از ۰ الی ۵۰ درجه اقدام می نماییم. در زاویه برخورد مورب ۵۰ درجه، گسیل THz از Au/GaAs به نظر از کارایی چهار برابری در مقایسه با GaAs اولیه برخوردار می باشد. مهمتر آن که، گسیل THz در محدوده شدت مورد نظر نیز در برخورد معمولی مورد اندازه گیری قرار گرفت، که نشان دهنده توضیحی به غیر از یکسو کننده نوری یا جریان گذرای سطح عرضی یا متقاطع بوده است. جهت مشخص سازی مکانیزم مسئول، وابستگی پرتوی THz به ضخامت پوشش Au مورد بررسی قرار گرفت و با نوع حاصله از Cr/GaAs و همچنین شبیه سازی های عددی توزیع میدان الکتریکی بر روی سطح مقایسه گردید.
ناهمگنی پلاسمون پرتوی تراهرتز سطح (GaAs (100 پوشش لایه طلا
۲- مباحث تجربی
برآورد گسیل THz بر روی (۱۰۰) سطح نیمه عایق GaAs (ضخامت ۵/۰ میلی متر، پولیش شده دو طرفه) پوشش داده شده با لایه Au ضخامت مختلف (۳-۲۱ نانومتر) از طریق فرآیند پاشش مگنترون (FJLX500، مرکز تحقیقات علمی شینیانگ) انجام شد. ضخامت لایه Au به وسیله انتخاب جریان رسوب گذاری و زمان مناسب کنترل گردید. در مهیا سازی نمونه ما، جریان برای رسوب گذاری به میزان ۲ mA مشخص گردیده و زمان رسوب گذاری بر حسب مقیاس چندین دقیقه ای مشخص شد. هرچه که زمان رسوب گذاری بیشتر می گردید، ضخامت لایه Au نیز بیشتر می شد. برای بررسی مقادیر مرجع، گسیل از یک GaAs با سطح اولیه تحت شرایط یکسانی اندازه گیری شد. بعلاوه یک نمونه پوشش دار با Cr (تقریباً ۸ نانومتر) برای مقایسه تحت بررسی قرار گرفت. نمونه های کنترلی لایه های Au به ضخامت ۵ نانومتر، ۱۰ نانومتر و ۱۵ نانومتر می باشند که بر روی یک ویفر سیلوکونی و شیشه کوآرتز به ترتیب رشد داده شدند، که انتظار می رود تاثیر گسیل THz القا شده فوتو الکترونهای آزاد تسریعی را کاهش دهد. مورفولوژی پوشش های فلزی به وسیله میکروسکوپ الکترون پویشی (SEM، Raith) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM، Bruker) مورد سنجش و اندازه گیری قرار گرفت. یک طیف سنجش گسیل حوزه – زمانی THz با طراحی مشخص با توجه به هندسه گسیل نیز برای برآورد پرتوی THz به کار گرفته شد. یک لیزر فمتوثانیه ای قطبیده با یک توان میانگین تقریباً ۳۹۰ mW (Maitai Spectra-Physics، نرخ تکرار ۸۰ MHz پهنای پالس ۷۰ fs، و طول موج مرکزی ۸۰۰ نانومتر) با حداکثر شدت انرژی تقریباً ۱۶ mJ/cm2 بر روی نمونه فوکوس شد. گسیل روبه جلوی THz به وسیله یک آینه هذلولی گردآوری و متعاقباً به وسیله ZnTe از طریق نمونه برداری الکترو اپتیک تشخیص داده شد. همان گونه که در این مبحث مشخص شده است [۶]، تعامل از سوی یک سوکننده نوری ایجاد شده بر مبنای تلاقی مورب، در ابتدا به وسیله چرخش زاویه سمتی نمونه ها به سمت یک موقعیت مناسب به حداقل رسید. مسیر گسیل امواج THz در یک فضای پر شده به وسیله نیتروژن خشک مشخص شد تا قابلیت حذف تاثیر از بخار آب حاصل شود.
ناهمگنی پلاسمون پرتوی تراهرتز سطح (GaAs (100 پوشش لایه طلا
۳- نتایج و مباحث
شکل ۱ نشان دهنده مورفولوژی یا ریخت شناسی فیلمهای Au بر روی GaAs (100) می باشد که به وسیله SEM و AFM آشکار شده اند. در مورد پوشش های نازک (نظیر پوشش های به ضخامت ۳ نانومتر و ۵ نانومتر)، لایه های Au با خوشه های Au به صورت کامپوزیت یا ترکیبی درآمده و در نتیجه برخی از ترک خوردگی ها در تصویر SEM ملاحظه شد. به هنگامی که ضخامت فیلم / لایه مورد آزمایش تا ۸ نانومتر و متعاقباً تا ۲۱ نانومتر افزایش می یابد، چگالی رسوب Au و ترک خوردگی ها نیز افزایش یافته و کل لایه های سخت Au نوعی الگوی تراوشی را شکل می دهند. چنین موردی برای برخی از کاربردها فاجعه آمیز است، با این وجود، این مورد می تواند برای امیترهای THz فرصت مناسبی باشد. در ابتدا، میدان بالای الکترومغناطیسی به صورت موضعی ارتقا یافته که در ارتباط با شکاف های موجود در داخل ترک های می باشد [۱۲]. دوماً، پراش نزدیک لبه های ترک خوردگی ها سبب حصول نوعی حرکت آنی منطبق با رزونانس / تشدید شدگی پلاسمون سطح برانگیخته بدون کل منشورها و شبکه های بازتاب دهنده می شود.
…
ناهمگنی پلاسمون پرتوی تراهرتز سطح (GaAs (100 پوشش لایه طلا
۴- نتیجه گیری
به طور خلاصه، پرتوی THz از سطوح (۱۰۰)–GaAs که به وسیله لایه Au به ضخامت در محدوده ای از ۵ الی ۲۱ نانومتر اندازه گیری شد، که چنین نمونه ای تحت برانگیختگی با پالسهای لیزر فمتوثانیه ای در زوایای برخورد از ۰ الی ۵۰ درجه انجام گرفت. میزان پرتوی THz مرتبط با جریان فوتودمبر عرضی به واسطه ناهمگنی ترک های لایه Au می باشد. پرتوی THz ارتقا یافته به وسیله میدان الکترومغناطیسی بزرگ محلی بر روی پلاسمون های سطحی مشاهده شد. نقطه دوم نیز به وسیله گسیل ضعیف از سطح GaAs دارای پوشش لایه Cr یا مورفولوژی مشابه تصدیق می شود. بر این مبنا این موضوع پیش بینی می گردد که کارایی پرتوی THz را می توان متعاقباً با طراحی خاص نانو ساختارهای مبتنی بر Au ارتقا داد. نتایج ما معرف ویژگی های سخت شدگی پلاسمون های سطحی برای کارایی گسیل THz با مورفولوژی کنترل شده Au بر روی سطح نیمه رسانا در فوتوالکترونیک THz می باشد.
ناهمگنی پلاسمون پرتوی تراهرتز سطح (GaAs (100 پوشش لایه طلا
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
