Эффективность преобразования энергии электромагнитной волны субтерагерцового диапазона кремниевым детектором

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Изучена эффективность преобразования η энергии электромагнитной волны субтерагерцового частотного диапазона в энергию постоянного тока плазменным детектором на основе кремния. В работе измерялась зависимость сигнала на выходе детектора от мощности падающего излучения. Показано, что в линейной по мощности области коэффициент η растет с увеличением мощности и насыщается в суб-линейном режиме. Максимальные достигнутые значения η составляли 0.4% для частоты излучения 97 ГГц. Измерения проводились как при комнатной температуре, так и при охлаждении детектора до температуры жидкого азота.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Щепетильников

Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: shchepetilnikov@issp.ac.ru
Россия, Черноголовка

А. Р. Хисамеева

Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук

Email: shchepetilnikov@issp.ac.ru
Россия, Черноголовка

Я. В. Федотова

Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук

Email: shchepetilnikov@issp.ac.ru
Россия, Черноголовка

А. А. Дрёмин

Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук

Email: shchepetilnikov@issp.ac.ru
Россия, Черноголовка

И. В. Кукушкин

Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук

Email: shchepetilnikov@issp.ac.ru
Россия, Черноголовка

Список литературы

  1. Baydin A., Makihara T., Peraca N.M., Kono J. // Front. Optoelectron. 2021. V. 14. P. 110.
  2. Wang P.L., Lou J., Fang G.Y., Chang C. // IEEE Trans. Microw. Theory Techn. 2022. V. 70. No. 11. P. 5117.
  3. Pearson J.C., Drouin B.J., Yu S. // IEEE J. Microw. 2021. V. 1. No. 1. P. 43.
  4. Chen Z., Ma X., Zhang B. et al. // China Commun. 2019. V. 16. No. 2. P. 1.
  5. Yang X., Zhao X., Yang K. et al. // Trends Biotechnol. 2016. V. 34. No. 10. P. 810.
  6. Tzydynzhapov G., Gusikhin P., Muravev V. et al. // J. Infrared Millim. Terahertz Waves. 2020. V. 41. No. 6. P. 632.
  7. Shchepetilnikov A.V., Gusikhin P.A., Muravev V.M. et al. // Appl. Opt. 2021. V. 60. No. 33. P. 10448.
  8. Shinohara N. Recent wireless power transfer technologies via radio waves. Gistrup: River Publishers, 2018.
  9. Mizojiri S., Shimamura K. // IEEE Asia-Pacific Microwave Conference (APMC). (Singapore, 2019). P. 705.
  10. Citroni R., Di Paolo F., Livreri P. // Nanomaterials. 2022. V. 12. No. 14. P. 2479.
  11. Joseph S.D., Hsu Sh.H.S., Huang Y. // IEEE Int. Symp. Radio-Freq. Integr. Technol. (RFIT). 2021. P. 1.
  12. Muravev V.M., Gusikhin P.A., Andreev I.V., Kukushkin I.V. // Phys. Rev. Lett. 2015. V. 114. No. 10. Art. No. 106805.
  13. Muravev V.M., Gusikhin P.A., Zarezin A.M. et al. // Phys. Rev. B. 2019. V. 99. No. 24. Art. No. 241406.
  14. Muravev V.M., Kukushkin I.V. // Appl. Phys. Lett. 2012. V. 100. No. 8. Art. No. 082102.
  15. Муравьев В.М., Соловьев В.В., Фортунатов А.А. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2016. Т. 103. № 12. С. 891.
  16. Shchepetilnikov A.V., Kaysin V.D., Gusikhin P.A. et al. // Opt. Quantum Electron. 2019. V. 51. No. 12. P. 1.
  17. Shchepetilnikov A.V., Kukushkin I.V., Muravev V.M. et al. // J. Infrared Millim. Terahertz Waves. 2020. V. 41. No. 6. P. 655.
  18. Хисамеева А.Р., Щепетильников А.И., Федотова Я.В. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 2. С. 172; Khisameeva A.R., Shchepetilnikov A.V., Fedotova Ya.V. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 2. P. 145.
  19. Chiou H.K., Chen I.S. // IEEE Trans. Microw. Theory Techn. 2010. V. 58. No. 12. P. 3598.
  20. Weissman N., Jameson S., Socher E. W-band CMOS on-chip energy harvester and rectenna // IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. (Tampa, 2014). P. 1.
  21. Kapilevich B., Shashkin V., Litvak B. et al. // IEEE Microwave. Wirel. Compon. Lett. 2016. V. 26. No. 8. P. 637.
  22. Shaulov E., Jameson S., Socher E. // IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. (Honolulu, 2017). P. 307.
  23. He P., Zhao D.A. // IEEE MTT-S Int. Microwave. Symp. (Boston, 2019). P. 634.
  24. Wentzel A., Yacoub H., Johansen T.K. et al. // Proc. 17th EuMIC (Milan, 2022). P. 208.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимость чувствительности детектора от частоты субтерагерцового излучения, измеренная при комнатной температуре (а). Зависимость постоянного напряжения на выходе детектора от мощности субтерагерцового излучения, приходящейся на детектор, при комнатной температуре (черные круги) и при температуре жидкого азота (синие круги). Частота излучения – 97 ГГц (б). Зависимость коэффициента преобразования энергии электромагнитной волны в энергию постоянного тока от мощности излучения при комнатной температуре (черные круги) и при температуре жидкого азота (синие круги). Частота излучения – 97 ГГц (в)

Скачать (329KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024