We report the characteristics of a simple complementary metal-oxide-semiconductor compatible terahertz detector device with low response time (nanoseconds) determined using a short-pulse, high intensity free-electron laser. The noise equivalent power was 1 × 10−11 W Hz−1/2. The detector has an enhanced response over narrow bands, most notably at 9.5 THz, with a continuum response at higher frequencies. Using such a device, the dynamics of donors in silicon can be explored, a system which has great potential for quantum information processing.
References
1.
F.
Sizov
and A.
Rogalski
, Prog. Quantum Electron.
34
, 278
–347
(2010
).2.
F. A.
Hegmann
, J. B.
Williams
, B.
Cole
, M. S.
Sherwin
, J. W.
Beeman
, and E. E.
Haller
, Appl. Phys. Lett.
76
, 262
(2000
).3.
S. T.
Liu
and D.
Long
, Proc. IEEE
66
, 14
(1978
).4.
P. L.
Richards
, J. Appl. Phys.
76
, 1
(1994
).5.
R.
Kesselring
, A. W.
Kälin
, and F. K.
Kneubühl
, Infrared Phys.
33
, 423
–436
(1992
).6.
J.-M.
Ortega
, F.
Glotin
, R.
Praxeres
, J.-P.
Berthet
, and A.
Dazzi
, Appl. Phys. Lett.
101
, 141117
(2012
).7.
L.
Vicarelli
, M. S.
Vitiello
, D.
Coquillat
, A.
Lombardo
, A. C.
Ferrari
, W.
Knap
, M.
Polini
, V.
Pellegrini
, and A.
Tredicucci
, Nat. Mater.
11
, 865
–871
(2012
).8.
L.
Prechtel
, L.
Song
, D.
Schuh
, P.
Ajayan
, W.
Wegsscheider
, and A. W.
Holleitner
, Nat. Commun.
3
, 646
(2012
).9.
M.
Mittendorff
, S.
Winnerl
, J.
Kamann
, J.
Eroms
, D.
Weiss
, H.
Schneider
, and M.
Helm
, Appl. Phys. Lett.
103
, 021113
(2013
).10.
H.
Sigg
, M. H.
Kwakernaak
, B.
Margotte
, D.
Erni
, P.
van Son
, and K.
Köhler
, Appl. Phys. Lett.
67
, 2827
(1995
).11.
F. J.
Low
, J. Opt. Soc. Am.
51
, 1300
–1304
(1961
).12.
J.
Zmuidzinas
and P. L.
Richards
, Proc. IEEE
92
, 1597
–1616
(2004
).13.
L.
Romeo
, D.
Coquillat
, M.
Pea
, D.
Ercolani
, F.
Beltram
, L.
Sorba
, W.
Knap
, A.
Tredicucci
, and M. S.
Vitiello
, Nanotechnology
24
, 214005
(2013
).14.
T.
Watanabe
, Solid State Electron.
78
, 109
–114
(2012
).15.
S.
Preu
, M.
Mittendorf
, S.
Winnerl
, H.
Lu
, A. C.
Gossard
, and H. B.
Weber
, Opt. Express
21
, 17941
–17950
(2013
).16.
R.
Tauk
, F.
Teppe
, S.
Boubanga
, D.
Coquillat
, W.
Knap
, Y. M.
Meziani
, C.
Gallon
, F.
Boeuf
, T.
Skotnicki
, C.
Fenouillet-Beranger
et al., Appl. Phys. Lett.
89
, 253511
(2006
).17.
A.
Lisauskas
, D.
Glaab
, H. G.
Roskos
, E.
Oejefors
, and U. R.
Pfeiffer
, Proc. SPIE
7215
, 72150
J (2009
).18.
F.
Schuster
, D.
Coquillat
, H.
Videlier
, M.
Sakowicz
, F.
Teppe
, L.
Dussopt
, B.
Giffard
, and T.
Skotnicki
, Opt. Express
19
, 7827
–7832
(2011
).19.
N.
Sclar
, Prog. Quantum Electron.
9
, 149
–257
(1984
).20.
B. E.
Kane
, Nature
393
, 133
–137
(1998
).21.
A. M.
Stoneham
, A. J.
Fisher
, and P. T.
Greenland
, J. Phys. Condens. Matter
15
, L447
–L451
(2003
).22.
P. T.
Greenland
, S. A.
Lynch
, A. F. G.
van der Meer
, B. N.
Murdin
, C. R.
Pidgeon
, B.
Redlich
, N. Q.
Vinh
, and G.
Aeppli
, Nature
465
, 1057
–1061
(2010
).23.
Sh. M.
Kogan
and T. M.
Lifshits
, Phys. Status Solidi A
39
, 11
(1977
).24.
R. J.
Nicholas
, K.
von Klitzing
, and R. A.
Stradling
, Solid State Commun.
20
, 77
–80
(1976
).25.
B. N.
Murdin
, J.
Li
, M. L. Y.
Pang
, E. T.
Bowyer
, K. L.
Litvinenko
, S. K.
Clowes
, H.
Engelkamp
, C. R.
Pidgeon
, I.
Galbraith
, N. V.
Abrosimov
et al., Nat. Commun.
4
, 1469
(2013
).26.
G. A.
Thomas
, M.
Capizzi
, F.
DeRosa
, R. N.
Bhatt
, and T. M.
Rice
, Phys. Rev. B
23
, 5472
(1981
).27.
J. M.
Ortega
, F.
Glotin
, and R.
Prazeres
, Infrared Phys. Technol.
49
, 133
–138
(2006
).28.
N. Q.
Vinh
, P. T.
Greenland
, K.
Litvinenko
, B.
Redlich
, A. F. G.
van der Meer
, S. A.
Lynch
, M.
Warner
, A. M.
Stoneham
, G.
Aeppli
, D. J.
Paul
et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
105
, 10649
–10653
(2008
).29.
R. A.
Brown
and S.
Rodriguez
, Phys. Rev.
153
, 890
–900
(1967
).30.
V. V.
Tsyplenkov
and E. V.
Demidov
, Semiconductors
42
, 1016
–1022
(2008
).31.
F. J.
Morin
and J. P.
Maita
, Phys. Rev.
96
, 28
(1954
).32.
P.
Norton
, T.
Braggins
, and H.
Levinstein
, Phys. Rev. B
8
, 5632
(1973
).33.
J.
Maysonnave
, K.
Maussang
, J. R.
Freeman
, N.
Jukam
, J.
Madéo
, P.
Cavalié
, R.
Rungsawang
, S. P.
Khanna
, E. H.
Linfield
, A. G.
Davies
et al., Opt. Express
20
, 20855
–20862
(2012
).© 2014 AIP Publishing LLC.
2014
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
