JP2012146758A5

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Publication number: JP2012146758A5
Application number: JP2011002585A
Authority: JP
Filing date: 2011-01-08
Publication date: 2014-02-20
Anticipated expiration: 2031-01-08

Description

上記課題に鑑み、本発明のテラヘルツ波発生素子は、テラヘルツ波発生層と、テラヘルツ波発生層に接して配置された少なくとも２つの電極と、を備え、励起光の照射と電極への電圧印加によってテラヘルツ波を発生する素子であって、次の特徴を有する。即ち、テラヘルツ波発生層は、励起光が入射してくる側の面と、その反対側の面と、これらの面と交わる面と、を有し、該交わる面において電極の少なくとも１つとショットキー接合部を形成し、ショットキー接合部の少なくとも一部に励起光が照射される。また、本発明のテラヘルツ波検出素子は、テラヘルツ波検出層と、テラヘルツ波検出層に接して配置された少なくとも２つの電極と、を備え、励起光の照射状態において入射するテラヘルツ波を検出する素子であって、次の特徴を有する。即ち、テラヘルツ波検出層は、励起光が入射してくる側の面と、その反対側の面と、これらの面と交わる面と、を有し、該交わる面において電極の少なくとも１つとショットキー接合部を形成し、ショットキー接合部の少なくとも一部に励起光が照射される。

構成要素の材料について説明する。基板１は絶縁性の高い材料からなることが望ましい。基板１の材料としては、半絶縁性ガリウムヒ素（ＳＩ-ＧａＡｓ）や半絶縁性インジウムリン（ＳＩ-ＩｎＰ）などが適用できる。また、テラヘルツ波領域において吸収の少ないシリコン（Ｓｉ）やシクロオレフィンなどの材料を用いてもよい。テラヘルツ波発生層２には、インジウムリン（ＩｎＰ）やインジウムガリウムヒ素リン（ＩｎＧａＡｓＰ）などの半導体を用いることができる。励起光４の波長に対応するエネルギーに対してバンドギャップエネルギーが大きく透明となる物質を用いてもよい。例えば波長１．５μｍの励起光４に対しては、ＩｎＰを使用できる。テラヘルツ波発生層２は、基板１の上にＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法などを用いて作製することができる。また、基板１とテラヘルツ波発生層２は同一の材料からなっていてもよく、一体となっていてもよい。テラヘルツ波発生層２のバンドギャップエネルギーが、励起光４の波長に対応するエネルギーよりも大きい場合、テラヘルツ波発生層２において吸収される励起光４を低減できる。よって、テラヘルツ波発生層２を通過してショットキー接合部に到達する励起光４を増大することができ、テラヘルツ波発生効率がさらに向上するという効果を奏する。

Claims

テラヘルツ波発生層と、前記テラヘルツ波発生層に接して配置された少なくとも２つの電極と、を備え、励起光の照射と前記電極への電圧印加によってテラヘルツ波を発生するテラヘルツ波素子であって、
前記テラヘルツ波発生層は、前記励起光が入射してくる側の面と、その反対側の面と、これらの面と交わる面と、を有し、該交わる面において前記電極の少なくとも１つとショットキー接合部を形成し、前記ショットキー接合部の少なくとも一部に前記励起光が照射されることを特徴とするテラヘルツ波素子。
テラヘルツ波検出層と、前記テラヘルツ波検出層に接して配置された少なくとも２つの電極と、を備え、励起光の照射状態において入射するテラヘルツ波を検出するテラヘルツ波素子であって、
前記テラヘルツ波検出層層は、前記励起光が入射してくる側の面と、その反対側の面と、これらの面と交わる面と、を有し、該交わる面において前記電極の少なくとも１つとショットキー接合部を形成し、前記ショットキー接合部の少なくとも一部に前記励起光が照射されることを特徴とするテラヘルツ波素子。
前記テラヘルツ波発生層またはテラヘルツ波検出層は基板の上に配置され、
前記テラヘルツ波発生層またはテラヘルツ波検出層の少なくとも一部は、前記基板と当該テラヘルツ波発生層またはテラヘルツ波検出層の界面と交わる面において前記電極の少なくとも１つとショットキー接合部を形成することを特徴とする請求項１または２に記載のテラヘルツ波素子。
前記テラヘルツ波が伝搬する範囲にある前記電極の少なくとも一部の厚さは、前記テラヘルツ波発生層またはテラヘルツ波検出層の厚さより薄いことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のテラヘルツ波素子。
前記電極の少なくとも一部は、前記励起光が入射してくる側から見て、櫛型形状と階段形状と傾斜形状との少なくとも１つを持つことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のテラヘルツ波素子。
前記テラヘルツ波発生層またはテラヘルツ波検出層は、前記励起光の波長に対応するエネルギーよりもバンドギャップエネルギーが大きいことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のテラヘルツ波素子。
請求項１、及び３から６の何れか１項に記載の、テラヘルツ波発生素子として構成されたテラヘルツ波素子と、前記テラヘルツ波発生素子に前記励起光を照射するための励起光発生部を含む照射手段と、を有することを特徴とするテラヘルツ波発生装置。
請求項２から６の何れか１項に記載の、テラヘルツ波検出素子として構成されたテラヘルツ波素子と、前記テラヘルツ波検出素子に前記励起光を照射するための励起光発生部を含む照射手段と、を有することを特徴とするテラヘルツ波検出装置。
テラヘルツ波発生装置と、前記テラヘルツ波発生装置からのテラヘルツ波を受けて検出するテラヘルツ波検出装置と、を有するテラヘルツ時間領域分光装置であって、
前記テラヘルツ波発生装置と前記テラヘルツ波検出装置との少なくとも一方として、請求項７に記載のテラヘルツ波発生装置または請求項８に記載のテラヘルツ波検出装置を用いたことを特徴とするテラヘルツ時間領域分光装置。