ETD

• electron hydrodynamics
• graphene
• photodetection
• plasma waves
• terahertz

In questo lavoro di Tesi ci siamo dedicati allo studio degli effetti dovuti alla geometria del gate nella fotorivelazione operante alle frequenze terahertz proposta da Dyakonov e Shur (DS). Il meccanismo di DS rettifica il segnale impiegando l'interazione non lineare tra le onde di plasma (oscillazioni collettive della densità) di un gas elettronico bidimensionale nel regime idrodinamico. Sviluppiamo la teoria per un dispositivo in cui le onde di plasma sono generate da un gate superiore di dimensioni arbitrarie e la densità elettronica è fissata da un gate inferiore che copre tutto il canale. Consideriamo sistemi elettronici con dispersione sia parabolica (semiconduttori) che conica (singolo strato di grafene). Estendiamo alla nostra configurazione il metodo di risoluzione delle equazioni idrodinamiche proposto da DS, ottenendo l'espressione generale per la fotorisposta in funzione della soluzione delle equazioni al prim'ordine. Nel caso di un gate superiore puntiforme otteniamo una formula analitica per la fotorisposta. Nel caso di un gate di larghezza arbitraria risolviamo numericamente il raccordo delle soluzioni tra le diverse porzioni del dispositivo. Questo approccio è stato esteso per un numero di gate maggiore di uno. Un gate di larghezza finita modifica in modo significativo la risposta del dispositivo e la struttura delle risonanze. Questo può quindi essere sfruttato nelle realizzazioni sperimentali come ulteriore parametro per il controllo della fotorisposta.