Développer et optimiser des sources et des détecteurs accordables et compacts, capables de fonctionner aux fréquences THz, représente un des grands défis actuels dans le domaine des composants électroniques. Le concept d’excitation des ondes de plasma dans les nano-détecteurs à base de transistor à effet de champ nous permet de développer de nouvelles générations de sources et de détecteurs THz efficaces résonants ou large bande basés sur de nouveaux matériaux tels que le graphène ou les nanofils semi-conducteurs. Par ailleurs en s’appuyant sur les records de vitesse de la technologie des transistors bipolaires à base de InP, des nano-détecteurs innovants et ultra-rapides sont en cours de développement.

C’est en comprenant en détail les mécanismes des phénomènes observés que nous maximisons les performances en termes de sensibilité et bruit, de vitesse de ces nano-détecteurs destinés à opérer à température ambiante. Ils sont évalués pour l’imagerie et la tomographie THz et pour la télécommunication avec porteuse THz.

Publication in NanoLetters

A graphene ballistic rectifier is used in conjunction with an antenna to demonstrate a rectenna as a terahertz (THz) detector. A small-area (<1 μm2) local gate is used to adjust the Fermi level in the device to optimize the output while minimizing the impact on the cutoff frequency. The device operates in both n- and p-type transport regimes and shows a peak extrinsic responsivity of 764 V/W and a corresponding noise equivalent power of 34 pW Hz–1/2 at room temperature with no indications of a cutoff frequency up to 0.45 THz. The device also demonstrates a linear response for more than 3 orders of magnitude of input power due to its zero threshold voltage, quadratic current–voltage characteristics and high saturation current. Finally, the device is used to take an image of an optically opaque object at 0.685 THz, demonstrating potential in both medical and security imaging applications.

G. Auton et al, Nano Lett. 2017, 17, 11, 7015-7020

Publication in Nature Materials

published in Nature Materials 11, 865–871 (2012)

Published in Nature Materials 11, 865–871 (2012)