Page 7 - Терагерцовые болометры на основе графеновых р-I-n-структур: концепция, модель и характеристики

ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2012 181
В уравнение (15) введен темп генерации электронно-дырочных
пар, обусловленный поглощением оптических фононов,
0 0
0
0 0
exp , eq
inter G T


  
  
 
ħ
где 0
inter  — характерное время межзонных переходов; 0 0 0 , / intra inter
   
2
0 0 0 ( / ) / 6     ħ [26]; 0 0 0 / decay decay inter     . Величина 0
eq G незначи-
тельно возрастает при увеличении концентрации основных носите-
лей (если 0 0    ħ ) и резко (экспоненциально) падает с уменьшени-
ем температуры. При комнатной температуре и 12
0 Σ 10 cм 2 
21
0 10 eq G  2 1 см с  [24].
Как следует из формулы (15), внутризонное поглощение ТГц-
излучения обусловливает увеличение эффективной температуры T .
Чувствительность. Подставляя 0 T T из формулы (15) в форму-
лу (4), получаем следующее выражение для фототока:
0 0 0 0
Ω
0 0 0 0
( ) / 2 1
intra decay
dark
eq
dark
J J T g
I
J T G
  
  
        
ħ
0
Ω 2
0 0
,
6
intra
eq
T g H
I G 

 
 ħ (16)
в котором
0 0
0 0
/ 2
1 1.
decay
H
T
 

 
  
Для вольтовой чувствительности болометра V R 
  /
dark dark J J V J    с учетом уравнения (6) получаем
в 2 2
0
,
1 V
F
H eV
R R
 
 
  
   
(17)
0
в
0
2α ,
3
F
eq
T
R
e G S



(18)
где S — площадь графеновых областей; в R — амплитудный коэф-
фициент вольтовой чувствительности. Рассматривая, например, ква-