Фотоотклик p–i–n-фотодиодов GeSiSn/Si, сопряженных с фотонными кристаллами с микрорезонаторами

Были разработаны p–i–n-фотодиоды GeSiSn/Si, сопряженные с фотонно-кристаллическими структурами с массивом микрорезонаторов в виде суперъячеек (3×3) и (5×5). Методами численного моделирования исследованы электромагнитные характеристики микрорезонаторов в полупроводниковом волноводном слое. В спектре отражения периодического массива микрорезонаторов типа (3×3) наблюдаются множественные асимметричные резонансные особенности типа Фано, обусловленные возбуждением волноводных мод. Показано, что на основных резонансных частотах происходит локальное усиление электрического поля в центральной части микрорезонаторов. Рассчитаны коэффициенты интегральной интенсивности электрического поля в двумерной задаче рассеяния фотонно-кристаллической моды на микрорезонаторах типа (3×3) и (5×5). Показано, что в ближнем инфракрасном диапазоне происходит усиление на частотах, соответствующих собственным модам микрорезонатора, вплоть до 7 раз по сравнению с исходным фотонным кристаллом без микрорезонаторов. В спектре фототока для структуры с суперъячейкой (5×5) наблюдается узкая линия шириной 1 нм на длине волны 1.55 мкм, соответствующая возбуждению моды микрорезонатора. Также наблюдалось усиление сигнала фотолюминесценции по сравнению с исходной эпитаксиальной структурой, достигавшее для структур с суперъячейками (3×3) и (5×5) до 4 и до 8 раз соответственно.

Ключевые слова

Авторы

Ссылки