Полупроводниковые структуры, низкоразмерные системы, квантовые явления

Повышение эффективности фотоприемных структур на основе квантовых точек Ge/Si модами фотонного кристалла в среднем инфракрасном диапазоне

А. А. Блошкин^ab, А. И. Якимов<sup>a

a</sup> Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия
^b Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск, Россия

Аннотация: Методами математического моделирования исследовано пространственное распределение электромагнитного поля световой волны в гетероструктурах Ge/Si с квантовыми точками Ge на подложке кремний-на-изоляторе, сопряженных с фотонным кристаллом. Решетка воздушных отверстий служила для преобразования излучения, падающего по нормали к поверхности, в планарные моды волновода. Период фотонного кристалла варьировался от 1.3 до 1.8 мкм, глубина отверстий – в диапазоне от 100 до 1100 нм, диаметр отверстия равен 2/3 от периода структуры. Обнаружена серия оптических резонансов с многократным (до 300 раз) усилением интенсивности поля световой волны в слоях квантовых точек в диапазоне длин волн 2–6 мкм по сравнению со структурой без отверстий. Определены оптимальные параметры структуры (период фотонного кристалла и глубина отверстий), обеспечивающие максимальное усиление фотоотклика.

Ключевые слова: квантовые точки Ge/Si, фотонный кристалл, волноводные моды, усиление электромагнитного поля.

Поступила в редакцию: 10.04.2025
Исправленный вариант: 18.06.2025
Принята в печать: 29.07.2025

DOI: 10.61011/FTP.2025.04.61257.7801