С целью выявления возможности фазового контроля терагерцового (ТГц) излучения из кремниевых наносандвич-структур, а также описания взаимосвязи оптических и электрических характеристик подобных наноструктур, в работе проведены измерения спектров модулированной электролюминесценции указанных структур при комнатной температуре. При этом установлена возможность корректировки частоты, амплитуды и фазы ТГц-излучения; зарегистрированы фазовые характеристики продольной проводимости краевых каналов кремниевых negative-U-наносандвичей при высокой температуре (вплоть до комнатной). Проанализированы физические процессы, лежащие в основе наблюдаемых явлений. Эффект охлаждения краевых каналов, способствующий наблюдению высокотемпературных макроскопических квантовых явлений, возникает благодаря наличию сильного обменного взаимодействия между носителями тока в краевых каналах и дипольными центрами бора с отрицательной корреляционной энергией (negative-U-реакция). Объяснение наблюдаемых явлений с помощью квантового эффекта Фарадея подтверждает возможность использования представляемых наноструктур в качестве компонентной базы для кремниевой радиофотоники.

In order to determine the possibility of the phase control of terahertz (THz) radiation from silicon negative-U nanosandwich structures (NSS), as well as to describe the relationship of optical and electrical characteristics of these NSS, the room-temperature measurement of modulated electroluminescence spectra have been carried out. In so doing, the opportunity to adjust a frequency, an amplitude and a phase of THz radiation was found; the longitudinal conductance phase characteristics of the edge channels of the NSS were recorded at high temperature (up to room one). The physical processes underlying the observed phenomena were analyzed. The edge channels’ cooling effect as a contributory factor for observation of the high-temperature macroscopic quantum phenomena arised due to the strong exchange interaction between the charge carriers in the edge channels and the dipole boron centers with negative correlation energy (negative-U reaction). The explanation of the observed phenomena using the quantum Faraday effect made it possible to apply the NSS as a component base for the silicon radiophotonics.

Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Сер.: Физико-математические науки. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2019 -. — Электрон. журнал. — Периодичность: 4 раза в год. — Выходит с 07.2019. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Сер.: Физико-математические науки. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2019 -. — Текст: электронный. Т. 14, № 4, 2021. — 1 файл (7,49 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j22-141.pdf>. — Текст: электронный