| Название: | Исследование дираковских фермионов в графене путем изучения инфракрасной и терагерцовой фотопроводимости в режиме квантового эффекта Холла |
| Грантодатель: | РФФИ |
| Область знаний: | 02 - Физика и астрономия |
| Научная дисциплина: | 02-205 Нано- и микроструктуры |
| Ключевые слова: | графен, дираковские фермионы, квантовый эффект Холла, инфракрасное и терагерцовое излучение |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Иванов,ЮЛ; Лебедев,СП |
| Подразделения: | |
| Код проекта: | 18-02-00498 |
| Финансирование 2018 г.: | 700 000 |
| Финансирование 2019 г.: | 700 000 |
| Финансирование 2020 г.: | 700 000 |
| Исполнители: |
Васильев,ЮБ: лаб. квантоворазмерных гетероструктур (Усикова,АА)
Барышников,КА: сектор теории оптических и электрических явлений в полупроводниках (Аверкиева,НС)
Пантелеев,ВН: лаб. физики полупроводниковых приборов (Лебедева,АА)
Елисеев,ИА: лаб. спектроскопии твердого тела (Старухина,АН)
|
Проект посвящен изучению свойств системы дираковских фермионов в графене в квантующих магнитных полях. Задача проекта состоит в экспериментальном и теоретическом исследовании фотоответа дираковских фермионов в графене в режиме квантового эффекта Холла (КЭХ) при облучении инфракрасным (ИК) и терагерцовым (ТГ) излучением. С этой целью будут изучены процессы возбуждения при различных значениях магнитного поля и положения уровня Ферми (концентрации носителей), интенсивности излучения (для определения области линейности). Будут изучены процессы релаксации и определены их механизмы (посредством измерения кинетики). Будут изучены спектральные характеристики фотоэффекта в зависимости от величины магнитного поля и положения уровня Ферми. Наконец, будут изучены возможности увеличения фоточувствительности приемников на основе графена при работе в предпробойном режиме КЭХ. Терагерцовый диапазон электромагнитного спектра остается слабо освоенным и создание новых ТГ приемников является весьма актуальной задачей. Одним из возможных путей создания таких приемников является использование свойств двумерного электронного газа в магнитном поле в режиме квантового эффекта Холла. Фотоэффект, связанный с переходами между уровнями Ландау при целочисленных факторах заполнения в системах с квадратичным законом дисперсии, наблюдался впервые в работе [1]. Там же впервые было обнаруженное резкое увеличение фоточувствительности в предпробойном режиме квантового эффекта Холла. Использование графена с линейным законом дисперсии носителей для создания высокочувствительных селективных фотоприемников в ИК и ТГ областях спектра имеет ряд преимуществ по сравнению с двумерными системами с квадратичным законом дисперсии. Малая эффективная масса носителей в графене позволяет существенно расширить диапазон детектируемого излучения. Вместе с тем известно, что квантовый эффект Холла в графене наблюдается вплоть до комнатных температур. Это обстоятельство позволяет существенно повысить температуру фотоприемника, при которой возможно детектирование ТГ излучения. Большое значение имеет и тот факт, что приемники являются селективными с плавно перестраиваемой частотой, что актуально для создания спектральных приборов. Ожидаемые результаты создания высокочувствительных фотоприемников в широкой области спектра, работающих в том числе для детектирования ТГ излучения при повышенных температурах, имеют большое практическое значение.1. Ю.Б.Васильев, С.Д.Сучалкин, Ю.Л.Иванов и др. Письма в ЖЭТФ, 56, 391 (1992).
