پاسخ فرکانسی سیستم نانویی در محدوده ی تراهرتز

صفحه 1:
۳ eet tLe ‏تراهرتز‎ 

صفحه 2:
حك ۱ ‏ل ا ا ل‎ al ‏قرار دارد كه براى تشخيص مواد منفجزة دز سس«‎ Pe =, |) ES 7 ‏لبنت موقق شدند دستگاهی از جنس‎ IES Sy eral ‏ا‎ | Core Con Dare eee ‏ا‎ pe 4 و ‎[TI]‏ 2 

صفحه 3:
حك 4 0 اين دستگاه از روبانهاى ال ‎t0)-ba|‏ 19 تغيير پهنای این ‎Or‏ تخیر مقدار بار موجود روى أنها مىتوان نوسانات الكترون را تحت کنترل در آورد. نام لین نوسانات بلاسحی است که مشلبه ایجاد رنگ روی شیشه‌ها است. يلاسمونء به امواج نور مرئى با فركانس بالا روی نانوساختارهاى فلزى سه بعدى اطلاق می‌شود. اندازه و شكل نانوذرات تعیین کننده فرکانس این نوسانات است. از آنجایی که گرافن ماده‌ای دو بعدی است و الکترون‌ها قادرند تنها در دو بعد به حرکت تا نی 

صفحه 4:
در گرافن دو بعدی. الکترون‌ها جرم آندکی داشته و در برابر ميدان الكتريكى بسيار سريع ياسخ مىدهند. 

صفحه 5:
فركانس يلاسمونء نوسانات اين الكترونهاء بدسرعت حركت الکترون‌ها و بازگشت آنها به‌جای اولیه بستگی دارد. زملنی که یک پرتو با فرکانس مشابه مورد استفاده قرار گیرد. برانگیختگی ‎Me EE TES‏ مشاهده می‌شود. از آنجایی که فرکانس این نوسان توسط پهنای ‎Rema ULES‏ سا تنظیم کرد که فرکانس‌های مشخصی را جذب کند 

صفحه 6:
امواج تراهرتز به امواج مختاطیسی راذیویی در محدوده ف رکانس 1 تا 10 تراهرتز می باشد و انرزی فوتون 3۲۱۲۲-003 و0.4 40۲۳6۷ می باشد 

صفحه 7:
Low frequency High frequency Long wavelength Tenet 5 Short wavelength Low quantum energy High quantum energy a ‏ل‎ ۱/۵ X-rays, gamma rays AM radio Shortwave Microwaves, radar meter waves, telemetry 108 10° 10% 10" 1012 1013 1014 1015 106 107 1018 10! Hz 

صفحه 8:
THz pulse after £ 50 Time (ps) i ‏ی‎ ‎۱۳۳۳۳۳ THz pulse after Time (ps) Elec. field (norm ) Elec. field (norm, 

صفحه 9:
۳ امواج تراهرتز شامل پروتون ها که دارای انرٍی کمی هستند باعث آسیب های همراه با یونیزاسیون رادیویی مانند امواج ۷ نخواهند شد چرا که برای بافت بیولوژیکی که بدن ان را ۱۳۳ میشود مضرنیسستند. 

صفحه 10:
قوانین تکنولوژی تراهرتز د ‎een)‏ ا ‏ل ا ات اه ار لك لكك ‎Ro SEs es‏ ‎so lel Sn‏ و 4جدید ترین نوآوری که به عنوان لیزر های ۱ ۱ ۳ (969) 

صفحه 11:
418 LV sey 70 یش تابع فرکا Frequency (THz) IMPaTT Output power (mW) 

صفحه 12:
منابع تراهرتز در دسترس: امیترهای تونلینگ ليزرهاى الكترون ازاد اسيلاتورهاى موج بركشتى ليزرهاى كازى مبدل هاى ايتيكى يارامترى 

صفحه 13:
ا 0 بزرك بودن ان ها نيازمند توان بزرك هزینه ی زیاد 

صفحه 14:
وسایل الکترونیکی هادی: Gunn oscillator ديود هاى ‎sk‏ مالتى يلاير هاى فركانسى كه توان خروجى را تحت تاثير 8 می دهند. ل ال ا اكت جامد كه در دماهاى يايين عمل مى كند. 

صفحه 15:
(transferred electron device) ‏دیود های گان‎ IM PATT (impact avalanche transit time) diodes TUNNETT (tunnel injection transit time)diods اين ديود ها منابع فركانس بالا هستئد. فوايد اين منابع در مقاومت تفاضلى منفى ادر مشخصه ولتاز جريان ال 

صفحه 16:
كان ديودها و 1[ 12//1/!! ديود ها با فركانس 400_500 كيكا هرتز ‎ccm heresy ove same pale lala)‏ كر 5 الاالا 1 63/85 با 202 كيكا هرتز ‎based on InGaAs/AlAs‏ 131105 با فركانس 915 كيكا رار ‏ا رل ۱ ‎EDs pee SCN APNE Nes en ee ccd ingore CBee an | SiR) ‏گیگا هرتز در دمای 217 درجه سانتی كراد‎ 

صفحه 17:
‎Reena‏ ا ‏ترانزيستورهاى بالستيك از جنس 4145 |-3/85 06 ما با ساختار هیتروو 6] 5۱۱0517 ۱۱۳ با فرکانس 1.02 تراهرتز ‎epee Nl ‏ل ل‎ any AlGaN/GaN ,> 3! 3,215 2.1 

صفحه 18:
‎ka‏ مالتى يلاير ‏از یک دیود واراکتور شاتکی بین ورودی و خروجی برای اشكال: ‏توان خروجى از توان ورودى كم تر ‎0 ‏ال‎ ome ۳ ‏ا ا تا‎ 

صفحه 19:
منابع الكترون ها 6 زا ليزرهاى الكترون ازاد تئان بالايى با فركانس ترا هرتز دارند. كت ERIE 

صفحه 20:
Terahertz Technology for Nano Applications, ۳ 9 (a) SEM Image of top view of ballistic deflection transistors. After [2]. (b) Schematics of the GaN/AlGaN plasmonic HEMT 

صفحه 21:
”,micro-VEDs (mVEDs) ۳ < تكنولوزى فشرده ساز يا وكيوم شده تکنولوژزی ۷/66۱/۲76 <راه حل عملى براى مبدل هائ فزكانس تراهرتز كافى كه ‎EET w en‏ 7 است که نیازمند عملیات تراهر تزی است. 670 GHz and 10 mW aft 1 THz and 56 MW < 01 560 GHz as THz Oscillator. 

صفحه 22:
8 رمب تولن‌خروجیبالثر از0 2 00 gain >20 dB at 1.03 ۱۳2 

صفحه 23:
Optical THz Emission Techniques 0 ٩ ‏ل‎ وال ال 

صفحه 24:
‎Quantum Cascade Lasers 0‏ ليزيهاىكولنتوم لبشايق ۳۱۳ نبع فركانسرراديويىتوسط يكحاملكه بيزدو سطح كهبه ‎ig }ig ghl> jo 4 en 5‏ 4 ی کیاز لنولع حامل‌ها ک ۳ دوقلو لست و ‎ ‎ 

صفحه 25:
“Terahertz Technology for Nano Applications, Fig. 4 Con- duction tend dng of Sngonal design quantum cascade laser withthe sig power of spposinately S Wa 180 K 1 the injector level fom the receding module The ue shows tat the apper and lower-aate wave fncion a oe ised in separte wells with Hal opal rela sd he eae Detector Teraherts Technology for Nano Applications, Fig. 5 Solid schematic of aiypeal TH TDS syst 

صفحه 26:
26 Terahertz Technology for Nano Applications, Table 1 Comparison of TH: direct detection technologi Large Compact Compact Lage Mediu Compact Compact Resp.time Op. tmp, 0 0۹9 10* 107 10 107 و 9 Responsiviny 10 10 * 107 0 © 10 1 10 102 Detector Type Bolometers Hote microbolometers STI detectors Golay cells Pyroclecitic detectors Schottky diodes Plasmonic HEMT “Expected 

صفحه 27:
Frequency (THz) ‘Transmission (au) “THe radiation Mult-gate 2 L Drain La 2DEG Channel Ny Substrate 7 THe radiation ‎Substrat‏ سح سسا ‎PDEG channels source-and-rain contacts‏ ‎ 

صفحه 28:
| هاى ارتباطاتى توجه قابل ملاحظه ‎Gl‏ 8 فرکانس حامل بالای 100 گیگا هرتز است که باعث به وجود آمدن پهنای ۲ ۳ تال اطلاعات با ‎Be We) em Les rer gery‏ 

صفحه 29:
5 1 0 92 04 ‏هه‎ ۵8 1۵ 12 14 18 18 20 Frequeney (TH2) 

صفحه 30:
30 ‎Receiving antonnas (PC Board/ MCM)‏ ط ‎8 ‎Integrated ‎reuits ‎transmitted ‎clock signal ‎Transmitting ‎antenna (with parabolic reflector) TX transmitter ‎ 

صفحه 31:
10 yee to) ees epee Fee ‏دانی لو ووالدمن گزارش شده اسان آندازه گیری ها مراحل‎ ‏مختلفی از رطوبت رابا طول 17 ۰ ا 1 قاده از هلیوم ماع همرا‎ ‏با سیلیکون انجام داده‎ 10 500 Carrier frequency (GHz) 

صفحه 32:
تور ‎NEE‏ "7" ناحيه ى منشور الكتروفغ اطي را ذر جندين دوره در مقايسه با دست آوردهاى دستكاه هاى فوتونيك و الكترونيكى مايكروويو حفظ کرده استاغلب آن را به عنوان گپ تراهرتز می دانند. i cor 

صفحه 33:
8 در طول دو دهه اخير نتايج .آزمايشكاهى با اسيكتروسكوب تراهرتزى و تصويربردارى تراهرتزى توسط كريسجوسكى انجام شده كه باعث روزنه اى براى وسايل با امواج تراهرتزى شده است. Medical Imaging 

صفحه 34:
IEEE Library in The InAbstract AV 1990 1995 2000 Year SPIN+Scitation in Tite ‏ول‎ nr 1985 1990 1995 Year # Papers 

صفحه 35:


صفحه 36:
امروزه اين شاخه از نانو تكنولوزى از اهميت ويزه اى برخوردار است ‎RO cS ee see eee)‏ بوشش مى دهند مطرح مى شو .كنترل اين موضوع در ابعاد نانو ‎Nee ee S Re es‏ ا ا 0 ا در واقع هرجقدر ابعاد كوجكتر مى شود . خواص فيزيكى و شيميايى و بيولوزيكى مى توانند تغيير كنند میا ان 

صفحه 37:
ذرات طلا وابستكى محكمى به ابعاد نلنو دارند كه بسته به تغيير ا ا ‎Br Ce] El‏ 

صفحه 38:
38 

صفحه 39:
Atoms and ‘Traditional’ molecules microelectronics ‎Nanotechnology »‏ ب« ‎1A 1nm 10nm 10085 tum = 10 um ۱ 8 2 ‏ال 8 ال‎ ! 6 ‎I 9 i 2 > ‎ar nanotube Virus Bacteria and cells oe pa ۳ e ‎ ‎ 

صفحه 40:
5 از لین دستگاه های جدید پدیدار شدکه برپایه ی مواد جديد و روش هايى از قبيل 121! هاى نانو تيوب كربنى وترانزيستورهاى ساخته شده با كرافين وديود تهنل زنى رزونانسى و ۲ های جهت دار و دیود های مسطح و ۳۶۲ های نلنو وایر بود.اين دستكاه ها نه تنها در محدّودة ى نلنو مقياس كارمى كنند ا ا چ 020 ‎Sb mT Ces kon ees me reer SES‏ 6 ۱9 

صفحه 41:
41 = Intel 4 AMD vIBM = Othe Nanoscale 5 = 2 4 5 ۳ 5 2 5 2 = 8 

صفحه 42:
3 ترانزيستور [ الااعا!! (ترانزيستوربا موبيليتى بالاى ‎CRT‏ 1 2 ۱92 به طور معمول در دستكاه هاى با فركانس راديويى ‎Rg‏ 1 ادن ان 

صفحه 43:
انقطه ی اتصال باعت می شود در کانال هیچ نوع پراکندگی ‎a pete lene‏ )| ۱۳ ‎aon‏ هيتروجانكشن توللطا ‎1١‏ ذلك اذه با شبكه ى ثابت مى شود.موادى كه استفاده مى شود آلومينيوم و ار ‎Pio‏ ‏دارند داراى نقص هاى كريستالى هستند كه عملكرد اا ا ار 

صفحه 44:
oseudomorphic me 

صفحه 45:
۳ 3 سن بحمو oo ‏ل‎ 1 : ‏كل‎ za 1 =) يده (oa 

صفحه 46:
2/۱۱ ۱ 

صفحه 47:
اا ل ري قار 

صفحه 48:


صفحه 49:
در حال حاضر بالاترين فركانس قطع با 63/5 ‎pHEMT‏ ۱۱۳۱۱۷۲ 62/25 با فرکانس 152 كيكاهرتز با طول كيت 100 نلنو متر و 660 كيكا هرتز با طول كيت 20 نانو متر است. 

صفحه 50:
RTD » ‎Sh‏ نانو دستگاه است که از تغیبرات فیزیکی در ابعاد نانو بهره می کیرد.اساس ساختمان تشکیل شونده ى از دو مرز غير نفوذى كه توسط جاه كوانتومى غير نفوذى كه به طول 5 نانو متر در بين ین مرز ها الل 

صفحه 51:
sal 'ديود برير اک ‎SBD‏ به طور متداول در 2 ed ۳ 0 ۵ ey) Contact (collector) n-GaAs substrate 

صفحه 52:
ere «نانو آنتنهای پالسمونیکی که در ناحیههای مرتی و مادون “اقرمز كار ميكنند منجر به روشهاى جَدَيدى براى دستكارى > > se. = ln ‏رت‎ Roeser Pome S omen Os oS WRC tne meres) ‏ار 1 لاك سه‎ oP 

صفحه 53:
اینکارازطریق تحریک مجموعهای از الکترونهای نوسانکننده که به پالسمونهای سطحى معروف هستند صورت ميكيرد. يالسمونهاى سطحی در زمینههای زیادی از جمله طیفسنجی جذب تقويت شدهى سطحى مادون قرمز مورد استفاده قرار كرفتند 

صفحه 54:
م ا ی از سا سه تمق تاريك و ی مى ‎Wall‏ 

صفحه 55:
‎eee Cite ON aap‏ اش ۳ یک تک رزنانس در طیف عبوری تمام نانوساختارها قابل ‏“ مشاهده است؛ منشأ اصلى ار را ‏“ دوقطبى كونهى داخل نوار را و ‎bee] eee geen eae em A‏ تا ‎re oe ED tel Le reece a ne ‏شروع به تحریک کنند.‎ /“ 

صفحه 56:
VvyYVVYVVYYVV جفتشدگی قوی نور فرودی با آنتن ا ۲ OS cee nS aS ‏ا‎ ‎Cy ae ene Sy cone Te Sony Br nO ee aren cr Rec ‏تحريك غيرمستقيم آنتنهاى جهار قطبى از طريق جفت-‎ Fatt Pop oe ee OO ¢ ree enna eco ۱ ene Seed ‏سر‎ eat Cos aed die aa oe ‏الما‎ 

صفحه 57:
00 “ فركانس رزونانس دوم( ظاهر ميشود. در 5-70 این اثر به تدریج قویتر شده و در ۱۳0 ‎Res‏ ی ۰ ۶ ایجاد یک پیک عبوری در نمودار ضریب عبور میشود. که ‎٠“‏ نتیجهای از تداخل ویرانگر در سیستم است. در نمام ‏“ نانوساختارها با افزايش 5 يك جابجابى كم مد مرتبه ى دوم ‎ey Tea ene omnes‏ ل ‎Ta -(0 9] | acer nS en eT OOS (VEIT ‎0S area 

صفحه 58:
0 ‎a‏ ا . << << سح( ‎ea‏ و 

صفحه 59:
0010 ۱۷ 1 i 4 ۷ ‏ا الال‎ (ay 7 VG ۱۱۱ ۱ ue 0000000 تست 1 Maa مدمير ونا 1 genau ai 

صفحه 60:
CSE coe ere ار اا ۱۱۱۱ که مد ‎pe oa‏ تا اا اا ين امس كر كيرند. 

صفحه 61:
مراجع: 1. J.Faist, F.Capasso, D.L.Sivco, ‏اف‎ A.Y.Cho, Science 264, 553(1994). 2. J.Faist, F.Capasso, C.Sirtori, Appl. Phys. Lett. 66, 538 (1995). 3. R. F. Kazarinov and R. A. Suris, Fiz. Tekh. Poluprovodn. 5. 797 (1971) [Sov. Phys. Semicond. 5, 707 (1971)]. 4. R. F. Kazarinov and R. A. Suris, Fiz. Tekh. Poluprovodn. 6. 148 (1972) [Sov. Phys. Semicond. 6. 120 )1972([۰ «* *+ ۳۲ 

صفحه 62:
5. L. Diehl, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, M. Loncar, M. Troccoli, and F. Capasso, ‏.امهم‎ > Phys. Lett. 88, 201115 (2006). > 6. QiJie Wang, C. Pflug, L. Diehl, F. Capasso, T. Edamura, S.Furuta, M. Yamanishi, and H. Kan, > Appl.Phys.Lett. 94, 011103 (2009). > 7.C. Gmachl, F. Capasso, D.L. Sivco, AY. Cho, Rep.Prog.Phys. 64, 1533 (2001). 4 ‏ا لك ان‎ Ua es cinoma Titel ea colnet Graf, Lae Rae se ee SEEN CLO) > 9. D.Hofstetter, F. R. Giorgetta, E. Baumann, Q. Yang, C.Manz, and K. Kohler, Peano > 221106 (2008). 4 0130 ‏تك‎ hues sole eL EPA CLO) 

صفحه 63:
11. A. B. Pashkovskii, JETP Letters, 82, 210 (2005). 12. V. F. Elesin, JETP 94, 794 (2002). 13. V. F. Elesin, JETP 100, 116 (2005). 14. N.V. Tkach, Yu.A. Seti, Low Temperature Physics, 35, 556 (2009). فخ ۲ ۲ ۲ > 15. N.V. Tkach, Yu.A. Seti, Phys. Sol. State, 53, 590 (2011). 16. E. |. Golant; A. B. Pashkovskii; A. S. Tager, Semiconductors, 28, 436 )1994(. 

صفحه 64:
>THANKS > > FOR ‏ا‎ YOUR > ATTENTION 

1 پاسخ فرکانسی سیستم نانویی در محدوده ی تراهرتز 2 امواج با طول موج چند تراهرتز نامرئی هستند .این امواج در انتهای طیف مادون قرمز قرار دارد که برای تشخیص مواد منفجره در فرودگاه‌ها و طراحی دارو برای سرطان پوست بسیار مفید هستند .اخیرا ،برای اولین بار ،محققان آزمایشگاه ملی لورنس در برکلی با همکاری همتایان خود در دانشگاه کالیفرنیا موفق شدند دستگاهی از جنس گرافن بسازند که نسبتا به این امواج بسیار حساس بوده و در برابر آن پاسخ می‌دهند. 3 در این دستگاه از روبان‌های گرافنی استفاده شده است .با تغییر پهنای این روبان‌ها و تغییر مقدار بار موجود روی آنها می‌توان نوسانات الکترون را تحت کنترل در آورد .نام این نوسانات پالسمون است که مشابه ایجاد رنگ روی شیشه‌ه ا اس ت .پالس مون ،ب ه امواج نور مرئ ی ب ا فرکانس باال روی نانوس اختارهای فلزی س ه بعدی اطالق می‌شود .اندازه و شکل نانوذرات تعیین کننده فرکانس این نوسانات است .از آنجایی که گرافن ماده‌ای دو بعدی است و الکترون‌ها قادرند تنها در دو بعد به حرکت درآیند. 4 در گرافن دو بعدی ،الکترون‌ها جرم اندکی داشته و در برابر میدان الکتریکی بسیار سریع پاسخ می‌دهند. 5 فرکان س پالس مون ،نوس انات ای ن الکترون‌ه ا ،به‌س رعت حرکت الکترون‌ها و بازگشت آنها به‌جای اولیه بستگی دارد .زمانی که یک پرت و ب ا فرکان س مشاب ه مورد اس تفاده قرار گیرد ،برانگیختگی رزونانسی اتفاق افتاده و افزایش قابل مالحظه‌ای در قدرت نوسانات مشاهده می‌شود .از آنجایی ک ه فرکانس این نوس ان توسط پهنای روبان مشخص می‌شود ،با تغییر این پهنا می‌توان سیستم را به‌نحوی تنظیم کرد که فرکانس‌های مشخصی را جذب کند 6 محدوده تراهرتزی : امواج تراهرتز به امواج مغناطیسی رادیویی در محدوده فرکانس 0.1تا 10تراهرتز می باشد و انرژی فوتون 3mm_0.03 و 40mev_0.4می باشد 7 8 9 امواج تراهرتز شامل پروتون ها که دارای انرژی کمی هستند باع ث آس یب های همراه ب ا یونیزاس یون رادیوی ی مانند امواج x_rayنخواهند شد چرا که برای بافت بیولوژیکی که بدن مضرنیس تند. انس ان را شام ل میشود 10 قوانین تکنولوژی تراهرتز: منابع تراهرتز: دست آوردها در توسعه ی منابع تراهرتز: . 1عملکرد فرکانس های دستگاه های مایکروویو و دستگاه های میلی متری در رنج تراهرتز . 2منابع الکترون های آزاد مانند لیزر های الکترون آزاد و اسیالتورهای امواج برگشتی ()BWO . 3روش های اپتیکی که به عنوان تکنیک اصلی در بسیاری از وسایل تراهرتزی می باشد. . 4جدید ترین نوآوری که به عنوان لیزر های کوانتوم آبشاری می باشد)QCLS(. 11 :نمایش تابع فرکانسی 12 منابع تراهرتز در دسترس: امیترهای تونلینگ لیزرهای الکترون ازاد اسیالتورهای موج برگشتی لیزرهای گازی مبدل های اپتیکی پارامتری 13 معایب منابع تراهرتز در دسترس: بزرگ بودن ان ها پیچیدگی نیازمند توان بزرگ هزینه ی زیاد 14 وسایل الکترونیکی هادی: ‏Gunn oscillator دیود های شاتکی مالتی پالیر های فرکانسی که توان خروجی را تحت تاثیر قرار می دهند. لیزرهای کوانتوم آبشاری که امیترهای تراهرتزی حالت جامد که در دماهای پایین عمل می کند. 15 )transferred electron device( دیود های گان IM PATT (impact avalanche transit time) diodes TUNNETT (tunnel injection transit time)diods .این دیود ها منابع فرکانس باال هستند فواید این منابع در مقاومت تفاضلی منفی ادر مشخصه ولتاژ جریان .است 16 گان دیودها و IMPATTدیود ها با فرکانس 400_500گیگا هرتز InP Gunnبا 412گیگا هرتز و 455گیگا هرتز GaAs TUNNETsبا 202گیگا هرتز RTDs based on InGaAs/AlAsبا فرکانس 915گیگا هرتز )HEMTبا فرکانس بیشتر از یک تراهرتز HBTsبا فرکانس 765گیگا هرتز در دمای اتاق و با فرکانس 855 گیگا هرتز در دمای 217درجه سانتی گراد 17 در دست اوردهای اخیر : ترانزیستورهای بالستیک از جنس InGaAs-InAlAs با ساختار هیتروو InP substrateبا فرکانس 1.02 تراهرتز دست اوردهای اخیر در ژاپن ترانزیستور HEMTبا فرکانس 2.1تراهرتز از جنس AlGaN/GaN 18 مالتی پالیر از یک دیود واراکتور شاتکی بین ورودی و خروجی برای تطبیق اشکال: توان خروجی از توان ورودی کم تر با استفاده از HEMTاز فرکانس 100گیگا هرتز به 1تا 3هرتز میرسد که اتالف توان را کمتر می کند 19 منابع الکترون ها ی ازاد: لیزرهای الکترون ازاد تئان باالیی با فرکانس ترا هرتز دارند. گران قیمت فرکانس 0.3تا 1.3تراهرتز Terahertz Technology for Nano Applications, Fig. 3 (a) SEM Image of top view of ballistic deflection transistors. After [2]. (b) Schematics of the GaN/AlGaN plasmonic HEMT 20 ”.micro-VEDs (mVEDs) 21 22 ‏HPA ت وانخروجیب ا التر ازdb 2 0 ‏gain >20 dB at 1.03 .THz 23 ‏Optical THz Emission Techniques تکنیک های اپتیکی جذب تراهرتزی THz 3–0.9 توسط لیزر دی اکسید کربن 24 ‏Quantum Cascade Lasers شاری ل یزرهایک وان توم اب : FIR م نبع ف رکان سرادیوییت وسط ی کحام لک ه ب یندو س طح ک ه ب ه ف وتونهاییک ه در حا تل ون لزن یب ه ی کیاز انواع حام لها ک ه در ی کچاه دوقلو است این لیزر با توان 2میلی وات و در فرکانس 4.4تراهرتز عمل می کند. 25 26 27 28 در سیستم های ارتباطاتی توجه قابل مالحظه ای با فرکانس حامل باالی 100گیگا هرتز است که باعث به وجود آمدن پهنای باند زیاد جهت انتقال اطالعات با سرعت داده باال می باشد. 29 30 31 انتقال امواج الکترومغناطیس با فرکانس باالی 500گیگا هرتز توسط دان ی ل و ووالدم ن گزارش شده اس ت.این اندازه گیری ه ا مراحل مختلفی از رطوبت را با طول 1.7متر با استفاده از هلیوم مایع همرا با سیلیکون انجام داده 32 گپ تراهرتز بر خالف پتانسیل باالی امواج الکترومغناطیس اگرچه که حداقل ناحیه ی منشور الکترومغناطیس را در چندین دوره در مقایسه با دست آوردهای دستگاه های فوتونیک و الکترونیکی مایکروویو حفظ کرده است.اغلب آن را به عنوان گپ تراهرتز می دانند. 33 در طول دو ده ه اخی ر نتای ج .آزمایشگاهی ب ا اسپکتروسکوپ تراهرتزی و تصویربرداری تراهرتزی توسط گریسچوسکی انجام شده که باعث روزنه ای برای وسایل با امواج تراهرتزی شده است. 34 35 36 نانو الکترونیک در تکنولوژی تراهرتز: امروزه این شاخه از نانو تکنولوژی از اهمیت ویژه ای برخوردار است و در بیشتر رشته ها که تمام زمینه های علم نانو تکنولوژی را پوشش می دهند مطرح می شود.کنترل این موضوع در ابعاد نانو شامل ابزارهای نانو می شود.دیمانسیون زیر 100nmدیمانسیون در ابعاد نانو است. در واقع هرچقدر ابعاد کوچکتر می شود ،خواص فیزیکی و شیمیایی و بیولوژیکی می توانند تغییر کنند 37 ذرات طال وابستگی محکمی به ابعاد نانو دارند که بسته به تغییر نسبت اتم های حجیم به سطح اتم ها می باشند. 38 39  40زیادی از این دستگاه های جدید پدیدار شدکه برپایه ی مواد تعداد جدی د و روش های ی از قبی ل FETهای نان و تیوب کربنی وترانزیستورهای ساخته شده با گرافین ودیود تونل زنی رزونانسی و FETهای جهت دار و دیود های مسطح و FETهای نانو وایر بود.این دستگاه ها نه تنها در محدوده ی نانو مقیاس کارمی کنند بلکه می توانند با استفاده از قانون مور شرح داده شوند ولی همچنین دارای پتانس یل بزرگ ی جه ت کار در محدوده تراهرت ز ب ا وسایل هستند. 41 42 ترانزیستور( HEMTترانزیستوربا موبیلیتی باالی الکترون) به عنوان FETدوپ شده یا HFET ب ه طور معمول در دس تگاه های ب ا فرکانس رادیویی شناخته شده اند 43 ‏نقطه ی اتصال باعث می شود در کانال هیچ نوع پراکندگی اتفاق نیفتد که ترانزیستور با موبیلیتی و بازده باال باشد. ‏پیوند هیتروجانکشن توسط دو نوع ماده با شبکه ی ثابت تشکی ل م ی شود.موادی ک ه اس تفاده می شود آلومینیوم گالیم آرسناید و گالیم آرسناید که شبکه های ثابت متفاوتی دارن د دارای نق ص های کریس تالی هس تند که عملکرد دستگاه را پایین می آورد. 44 45 ‏الیه ی بافر بین هیتروجانکشن متامورفیک نامیده می شود 46 ترانزیستور PHEMT 47 ترانزیستور NHEMT 48 49 در حال حاض ر باالتری ن فرکان س قط ع با GaAs pHEMTو GaAs mHEMTب ا فرکانس 152 گیگاهرتز با طول گیت 100نانو متر و 660گیگا هرتز با طول گیت 20نانو متر است. 50 ‏RTD ‏یک نانو دستگاه است که از تغییرات فیزیکی در ابعاد نانو بهره می گیرد.اساس ساختمان تشکیل شونده ی از دو مرز غی ر نفوذی ک ه توسط چاه کوانتومی غیر نفوذی که به طول 5نانو متر در بین این مرز ها قرار گرفته است تشکیل شده است. 51 ‏دیود بری ر شاتک ی SBDبه طور متداول در آشکارسازی امواج الکترومغناطیس تراهرتزی به کار می رود. 52 نانو انتن های پالسمونیک نانو آنتنهای پالسمونیکی که در ناحیههای مرئی و مادون قرمز کار میکنند منجر به روشهای جدیدی برای دستکاری ‏نور و ساخت وسایل موجبری شدهاند .چنین ساختارهایی روشی جدید را برای به دام انداختن ،کنترل و دستکاری نور ‏در مقیاس نانو ارائه میکنند؛ 53 اینکارازطریق تحریک مجموعهای از الکترونهای نوسانکننده که به پالسمونهای سطحی معروف هستند صورت میگیرد .پالسمونهای سطحی در زمینههای زیادی از جمله طیفسنجی جذب تقویت شدهی سطحی مادون قرمز مورد استفاده قرار گرفتند 54 تابش الکترومغناطیسی ‏عمود باع ث تحری ک پالس مونهای سطحی ومدهای تاریک ‏وروشن میشود .فلز آنتنها نقره،طال ،مس و آلومینیوم می ‏باشد. 55 در ،S=0 nmفقط مد مرتبهی اول برانگیخته میشود و تنها یک تک رزنانس در طیف عبوری تمام نانوساختارها قابل مشاهده است؛ منشأ اصلی این رزنانس از تحریک مد دوقطبی گونهی داخل نوار فلزی عرضی آنتن -Hشکل می- باشد .جفتشدگی بین آنتنها هنگامی اتفاق میافتد که تقارن ساختار شکسته شود ) (S≠0و مدهای مرتبهی دوم شروع به تحریک کنند. 56 ‏ جفتشدگی قوی نور فرودی با آنتن ‏ دوقطبی -Hشکل در S≠0باعث تحریک آنتنهای چهار ‏ قطبی شد ،که به خودی خود نمیتوانستند با نور فرودی ‏ تحریک شوند .عملکرد سیستمها بصورت تحریک مستقیم ‏ آنتن دوقطبی توسط میدان نور فرودی خارجی بر سیستم و ‏ تحریک غیرمستقیم آنتنهای چهار قطبی از طریق جفت- ‏ شدگی متقابل بین دو آنتن در S≠0میباشد .این اثر مشاهده ‏ شده در نمودارهای عبور به اثر شفافیت القایی ‏ الکترومغناطیسی پالسمونیکی معروف است که با شکستن ‏ تقارن هندسی سیستم حاصل شد. 57 ‏ به تدریج مد مرتبه ی دوم در سیستم ) ‏ فرکانس رزونانس دوم( ظاهر میشود .در S=70 ‏ این اثر به تدریج قویتر شده و در S=190 nmدر طیف ‏ عبوری سیستم دومین مینیمم بسیار قوی ظاهر شده که باعث ‏ ایجاد یک پیک عبوری در نمودار ضریب عبور میشود ،که ‏ نتیجهای از تداخل ویرانگر در سیستم است .در نمام ‏ نانوساختارها با افزایش Sیک جابجایی کم مد مرتبه ی دوم ‏ به سمت فرکانسهای باالتر داریم یعنی در سیستم یک ‏ blue-shiftداری .م افزایش Sهمچنینی کred-shift ‏ ) کم در مد مرتبه ی اول خواهد داشت؛ 58 ‏فرکانس رزونانس ‏همه ی مدها با افزایش ضریب شکست دی الکتریک ‏جداکننده ،کاهش پیدا میکند 59 60 نانو آنتن های پالسمونیکی پیشنهادی ‏میتوانند در کاربردهای آشکارسازی مولکولهایی که مد ‏ارتعاش ی آنه ا در ناحی ه IRاس ت مورد استفاده قرار گیرند. :مراجع  1. J.Faist, F.Capasso, D.L.Sivco, C.Sirtori, A.L.Hutchinson, A.Y.Cho, Science 264, 553(1994).  2. J.Faist, F.Capasso, C.Sirtori, Appl. Phys. Lett. 66, 538 (1995).  3. R. F. Kazarinov and R. A. Suris, Fiz. Tekh. Poluprovodn. 5. 797 (1971) [Sov. Phys. Semicond. 5,  707 (1971)].  4. R. F. Kazarinov and R. A. Suris, Fiz. Tekh. Poluprovodn. 6. 148 (1972) [Sov. Phys. Semicond. 6.  120 (1972)]. 61 62  5. L. Diehl, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, M. Loncar, M. Troccoli, and F. Capasso, Appl.  Phys. Lett. 88, 201115 (2006).  6. Qi Jie Wang, C. Pflug, L. Diehl, F. Capasso, T. Edamura, S.Furuta, M. Yamanishi, and H. Kan,  Appl.Phys.Lett. 94, 011103 (2009).  7. C. Gmachl, F. Capasso, D.L. Sivco, A.Y. Cho, Rep.Prog.Phys. 64, 1533 (2001).  8. F. R. Giorgetta, E. Baumann, and D. Hofstetter, C. Manz, Q. Yang, and K. Kohler, M. Graf,  Appl.Phys.Lett. 91, 111115 (2007).  9. D.Hofstetter, F. R. Giorgetta, E. Baumann, Q. Yang, C.Manz, and K. Kohler, Appl.Phys.Lett. 93,  221106 (2008).  10. E. I. Golant, A. B. Pashkovskii, Semiconductors, 34, 327 (2000). 63  11. A. B. Pashkovskii, JETP Letters, 82, 210 (2005).  12. V. F. Elesin, JETP 94, 794 (2002).  13. V. F. Elesin, JETP 100, 116 (2005).  14. N.V. Tkach, Yu.A. Seti, Low Temperature Physics, 35, 556 (2009).  15. N.V. Tkach, Yu.A. Seti, Phys. Sol. State, 53, 590 (2011).  16. E. I. Golant; A. B. Pashkovskii; A. S. Tager, Semiconductors, 28, 436 (1994). 64 THANKS   FOR   ATTENTION YOUR