研究目的
研究并设计零偏压及低偏压工作条件下用于高功率亚太赫兹波生成的单行载流子光电二极管（UTC-PD）。
研究成果
所提出的CC-UTC-PD结构有利于在零偏压和低偏压工作状态下产生高功率亚太赫兹波，在带宽和射频输出功率方面有显著提升。MM-UTC-PD结构为小型化结尺寸提供了外量子效率与带宽之间的权衡。
研究不足
该研究的局限性在于模拟模型和实验条件，包括物理模型中的假设以及所使用的特定材料和结构。
零偏压及低偏压工作下适用于高功率与亚太赫兹带宽的优化型单行载流子光电二极管及蘑菇台面结构
DOI：10.1088/2399-6528/ab3b70
期刊：Journal of Physics Communications
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
本文通过基于物理的仿真研究并设计零偏及低偏压下高功率太赫兹波生成的单行载流子光电二极管(UTC-PD)。通过与实验结果对比验证了基于物理仿真的可靠性。通过精心设计高功率输入下的内建电场分布，显著提升了所提UTC-PD的带宽和射频输出功率。对于台面直径5μm的优化器件，在零偏压下即使光电流达到6mA时仍保持大于100GHz的3dB带宽。该器件在0.5V、1V和2V反向偏压下，即使输入光电流高达18.2mA时仍分别可实现92.4GHz、105GHz和119.5GHz的高带宽。即使在170GHz零偏或低偏压工作状态下，器件峰值输出功率至少提升7dB。此外提出新型蘑菇台面UTC-PD(MM-UTC-PD)设计，其高速性能提升4.3%。该MM-UTC-PD在需要缩小结尺寸时能兼顾外量子效率与带宽的平衡。
作者：
Tao Liu，Yongqing Huang，Qi Wei，Kai Liu，Xiaofeng Duan，Xiaomin Ren
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