Аннотация:Терагерцовое излучение (частоты в диапазоне 0.1–30 ТГц) привлекает значительное внимание благодаря своей безопасности для биологических объектов, отсутствию ионизирующей способности, а также высокой проникающей способности в диэлектрических материалах. Эти свойства делают его востребованным как в фундаментальных исследованиях [3, 4], так и в прикладных задачах, включая спектроскопию, медицинскую диагностику [1] и системы безопасности. Фотопроводящие антенны (ФПА) за последние 15 лет зарекомендовали себя как компактные и эффективные источники ТГц-излучения, однако их коэффициент оптико-терагерцового преобразования, достигающий 10–4–10–3, остаётся ограниченным. Дальнейшее повышение эффективности генерации ТГц-поля возможно за счёт модификации конструкции ФПА, в частности, за счёт применения просветляющих покрытий и использования новых материалов активного слоя. В данной работе предложено объединение двух подходов к увеличению эффективности ФПА: использование просветляющего покрытия, нанесенного на сверхрешётку на поверхности антенны, что повышает коэффициент поглощения оптического излучения на поверхности активного слоя; а также замена традиционных полупроводниковых материалов активного слоя на топологический изолятор Bi2–xSbₓTe3–ySey (BSTS)6. Высокая подвижность носителей заряда в топологически-защищённых поверхностных состояниях BSTS, характеризующихся дираковской линейной дисперсией, способствует снижению рассеяния и увеличению эффективности фотопроводимости, что, в свою очередь, может приводить к усилению генерируемого ТГц-поля. 132 Топологически нетривиальные Численное моделирование генерации ТГц-излучения в ФПА с учётом различных каналов релаксации показало, что предложенные модификации значительно повышают эффективность антенны. Экспериментально подтверждено, что применение BSTS в качестве активного слоя, а также плазмонных решеток в комбинации с просветляющими покрытиями приводит к десятикратному увеличению напряжённости генерируемого ТГц-поля по сравнению с традиционной дипольной ФПА. Полученные результаты демонстрируют перспективность использования топологических изоляторов в ФПА и открывают возможности для дальнейшей оптимизации конструкции ТГц-источников. Исследованные образцы выращены в рамках государственного задания ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН № 075-00395-25-00.
