Intensive wellenleitergebundene Terahertz-Strahlenquelle auf InN-Basis

该项目是一种基于光感应器的太赫兹（THz）辐射增强的、宽带的、集成在太赫兹波段的光感应器上的应用，是一种集成在太赫兹波段的光感应器上的集成技术。InN材料的本征特性（starke optische Absorption，geringe Bandlücke und außergewöhnliche Bandstruktur）将使Halbleitersubstrat成为一种具有较强太赫兹辐射的半导体衬底。这也是太赫兹-语音系统在工业上的巨大潜力。物理机制，即InN-Oberflächen führen的高太赫兹发射的物理机制，在细节上的拉曼项目中仍然是不确定和不确定的，并且在产生韦尔登的InN-based有效性方面也是已知的。我们的目标是在三个Eckpfeilern InN-Herstellung、数值模拟和实验特性的基础上，在一个工程上的跨学科合作中发展出一种新型的太赫兹辐射。通过对InN-Schichten的波长变化进行韦尔登，并利用数值模拟的方法对晶体的材料参数进行计算，确定了InN-Oberflächen的有效太赫兹发射。Oberflächen韦尔登的特性开始于THz实验。在未来的工作中，我们将通过半导体优化器来实现太赫兹辐射的优化，例如通过传统的starker Magnetfelder或Oberfläche的微结构来实现。因此，我们的技术解决方案是将太赫兹辐射优化器集成到太赫兹平行板中，韦尔登将最大的starke Konzentrierung der用于更高的太赫兹光谱测量。韦尔登最早是在InN-上反射镜实现的基础上建立的高、宽、宽带的太赫兹微波系统，该系统在传统的太赫兹发射机上实现了InN-上反射镜的宽带化，并具有现代化的、高亮度的和低成本的1060 nm波长的宽带化激光。1550 nm波长的激光束可以发射韦尔登。

Zielsetzung des beantragten Projektes ist die Entwicklung intensiver, breitbandiger Terahertz (THz)-Strahlungsquellen basierend auf der photoinduzierten Oberflächenemission an epitaktisch gewachsenen Indium-Nitrid (InN) Oberflächen und deren Integration in THz-Wellenleiter zur hochempfindlichen THz-Spektroskopie. Aufgrund der charakteristischen Materialeigenschaften von InN (starke optische Absorption, geringe Bandlücke und außergewöhnliche Bandstruktur) wird von diesem Halbleitersubstrat eine wesentlich intensivere THz-Emission als von allen bisher verwendeten Oberflächenemitter-Materialien erwartet. Es besitzt damit ein enormes Potential für den Einsatz sowohl in labortechnischen als auch industrietauglichen Terahertz-Spektroskopie Systemen. Die physikalischen Mechanismen, die zu der erhöhten THz-Emission von InN-Oberflächen führen sind gegenwärtig jedoch noch weitgehend unverstanden und sollen im Rahmen dieses Projektes im Detail untersucht und die gewonnenen Erkenntnisse zur Steigerung der Effektivität InN-basierter THz-Quellen genutzt werden . Die von uns verfolgte Strategie zur Entwicklung leistungsstarker THz-Emitter basiert auf einer engen interdisziplinären Zusammenarbeit mit den drei Eckpfeilern InN-Herstellung, numerische Simulation und experimentelle Charakterisierung. Zunächst werden durch gezielte Wachstumsvariationen der InN-Schichten und mit Hilfe von numerischen Simulationen des Ladungsträgertransports die kritischen Materialparameter, die zu einer effektiven THz-Emission von InN-Oberflächen führen, identifiziert. Zur Charakterisierung der Oberflächen werden begleitende THz-Experimente durchgeführt. In weiteren Arbeitsschritten wird die Auskopplung der THz-Strahlung aus dem Halbleiter optimiert, etwa durch Anlegen starker Magnetfelder oder die gezielte Mikrostrukturierung der Oberfläche.Zur technologischen Umsetzung sollen die optimierten THz-Oberflächenemitter schließlich in THz-Parallel-Platten Wellenleiter integriert werden um die darin mögliche starke Konzentrierung der Felder etwa für hochempfindliche THz-spektroskopische Anwendungen zu nutzen. Es werden damit erstmals leistungsfähige, kompakte und breitbandige THz-Meßsysteme basierend auf den hier entwickelten InN-Oberflächenemittern realisiert, die im Gegensatz zu konventionellen THz- Emittern aufgrund der geringen Bandlücke von InN auch mit modernen, leistungsstarken und kostengünstigen fs-Faserlasern mit Anregungswellenlängen von 1060 nm bzw. 1550 nm betrieben werden können.