Cuvillier Verlag
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Design und Realisierung GaN-HEMT basierter THz-Detektoren (Volume 72) (English shop)
Adam Rämer (Author)Preview
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Table of Contents, PDF (32 KB)
| ISBN-13 (Hard Copy) | 9783736977433 |
| ISBN-13 (eBook) | 9783736967434 |
| Language | Alemán |
| Page Number | 172 |
| Lamination of Cover | matt |
| Edition | 1. |
| Book Series | Innovationen mit Mikrowellen und Licht. Forschungsberichte aus dem Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik |
| Volume | 72 |
| Publication Place | Göttingen |
| Place of Dissertation | Berlin |
| Publication Date | 2023-03-23 |
| General Categorization | Dissertation |
| Departments |
Electrical engineering
|
| Keywords | GaN-HEMT, THz-Detektor, THz detector, MMIC Prozess, MMIC process, GHz-Bereich, GaN-on-SiC-HEMT-MMIC-Prozess, GaN-on-SiC-HEMT-MMIC process, Bow-Tie-Antenne, Bow-Tie antenna, Logarithmische Spiralantenne, corkscrew antenna, Schlitz-Antennenkonfiguration, stenopeic configuration of the antennas, THz-Detektorstrukturen, THz detector structures, 3D-EM-Simulationen, 3D-EM simulations, Resistive Selbstmischung, Plasmonische Detektion, Plasmonisches Ersatzschaltbild, Gate-Source-Kurzschluss, Silizium-Linse, DC-Verhalten, HF-Messungen, Modellierung, Resistive self-mixing, plasmonic detection, plasmonic equivalent circuit, gate-source short, silicon lens, DC behaviour, RF measurements, modelling, Röntgenspektrum, X-ray spectrum, Spektralbereich, Spectral range, Photonik, Halbleiterlaser, semiconductor laser, thermische Energie, thermal energy, Radar-Auflösung, radar resolution, Freiraumwellenlänge, free-space wavelength, THz-Strahlung, THz-radiation, Spektroskopie, spectroscopy, bipolare Transistoren, bipolar transistors, Halbleitertechnologien, semiconductor technologies, plasmonisches Mischen, plasmonic mixing, Taylorreihe, Strommessgerät, Kristallgitter, crystal lattice, Plasmawellenlänge, plasma wavelength |
Description
In dieser Arbeit wird gezeigt, wie State-of-the-Art THz-Detektoren mittels eines niederfrequenten Standard MMIC Prozesses zu realisieren sind. Für den zugrundeliegenden Detektionsmechanismus wird die theoretische Grundlage hergeleitet und herausgearbeitet, wie die einzelnen Elemente des Detektors interagieren. Die THz-Detektoren sind in einem GaN-on-SiC-HEMT-MMIC-Prozess realisiert. Dabei werden Bow-Tie-Antennen, logarithmische Spiralantennen und die jeweilige komplementäre Schlitz-Antennenkonfiguration miteinander verglichen. In diesem Zusammenhang wurde ein neuartiges Design entworfen, welches in Japan, den USA und der Europäischen Union erfolgreich zum Patent angemeldet ist.
Die gesamte Detektorstruktur wird durch Simulationen und Gegenüberstellungen von Messungen an gefertigten THz-Detektorstrukturen verifiziert. Im Vergleich zwischen den simulierten und den gemessenen Detektionsströmen zeigt sich, trotz noch vorhandener Unsicherheiten bei Messung und Modell, über der Frequenz von 0,1 THz bis 1,2 THz eine gute Übereinstimmung. Die Kombination einer mittels 3D-EM-Simulationen nachgebildeten passiven Antennenstruktur mit einem den inneren Transistor beschreibenden Modell zu einer Gesamtsimulation der Detektorstruktur ist ein fundamentaler Bestandteil dieser Arbeit. Die realisierten THz-Detektorstrukturen mit teils neuartigen Antennen sind bei Raumtemperatur besonders empfindlich und stellen den aktuellen Entwicklungstand von GaN-basierten THz-Detektoren dar. Der Hauptdetektionsmechanismus liegt dabei im resistiven Selbstmischen, wodurch die Detektoren ein instantanes Ansprechverhalten bei hoher Linearität besitzen.
