Нелинейные колебательные системы на основе одно- и двухпереходных полупроводниковых структур

• Автор: Куликов, Олег Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 132 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Неустойчивость электрического тока в полупроводниках и полупроводниковых структурах
1.1 Классификация явлений неустойчивости тока и напряжения в полупроводниковых структурах
1.2 Экспериментальное исследование поверхностно-барьерной неустойчивости тока
1.3 Исследование воздействия оптического излучения на двухпереходные структуры
1.4 Исследование воздействие магнитного поля на двухпереходные структуры
1.5 Теоретическое описание поверхностно-барьерной неустойчивости тока. Неравновесные электронные процессы на границе раздела в контакте металл-полупроводник
1.6 Анализ двухпереходной структуры на основе её эквивалентной электротехнической схемы
Выводы к разделу
2. Исследование однопереходных структур с поверхностно-барьерным переходом
2.1 Изготовление образцов однопереходных структур с поверхностно-барьерным переходом
2.2 Методика исследования электрофизических характеристик однопереходных структур
2.3. Результаты исследований физических свойств однопереходных структур
Выводы к разделу
3. Экспериментальное исследование электрических характеристик двухпереходных структур
3.1. Методы изготовления и измерения электрофизических характеристик двухпереходных структур
3.2 Вольтамперные характеристики двухпереходных структур, измеренные по схеме с общей базой
3.3 Вольтамперные характеристики двухпереходных структур, измеренные по схеме с общим эмиттером

3.4 Вольтамперные характеристики двухпереходных структур, из- меренные по схеме с общим коллектором
3.5 Исследование электрических характеристик двухпереходных структур изготовленных по технологии термовакуумного напыления
Выводы к разделу
4. Математическое моделирование нелинейных колебательных систем на основе одно- и двухпереходных полупро
водниковых структур
4.1 .Модельные приближения и обоснование эквивалентной схемы
4.2. Уравнения состояния колебательной системы на основе по-верхностно-барьерного перехода
4.3 Расчет параметров возникающих колебаний
Выводы к разделу
Заключение
Список использованной литературы

Введение
Актуальность темы. Современная электроника, являющаяся основным средством обработки и передачи информационных потоков, развивается по двум основным направлениям: интегральной электроники или микроэлектроники, и функциональной электроники. Тенденции развития микроэлектроники обусловлены идеологией больших и сверхбольших интегральных схем и осуществляются в направлении освоения субнаносекундных интервалов времени и нанометровых размеров компонентов сверхвысоких уровней интеграции. Эти достижения, реализующиеся на основе транзисторной схемотехники, при использовании принципа технологической интеграции статических неоднородностей - потенциальных барьеров, к которым относятся легированные разными примесями полупроводниковые области активных компонентов интегральных схем, металлические и диэлектрические участки кристалла.
Разработчики интегральных схем первого направления изыскивают возможности уменьшения размеров активных областей, способы обхода технологических и физических барьеров. С этой целью разрабатываются вертикальные структуры, в которых стараются разместить максимум элементов в минимальном пространстве. Активные и пассивные элементы схемы размещаются в объеме, и интегральная схема становится трехмерной.
Второе направление основано на полном отказе от понятия классических схемных элементов и непосредственном использовании физических явлений в твердом теле, связанных с кинетическими, квантовыми, механическими, тепловыми, излучательными и магнитными эффектами, а также явлений в жидких средах, связанных с электрохимическими процессами, для выполнения функций сложных электронных систем.
Эти явления являются физической основой функциональной электроники. Интеграция в функциональной электронике параметрическая, интегрируются функции преобразования, что исключает схемотехнический принцип их

и/ А еЕ УУ = А

4 (2"М2 ЕУг
3 ЕеП '

2(2ш*£,)2
где А - поправочный множитель, расчет которого сделан в работе [146]; е - элементарный электрический заряд;
Н - постоянная Дирака;
Е - напряженность электрического поля в области пространственного заряда поверхностно-барьерного перехода;
/и* - эффективная масса электрона;
Е, - энергетическое положение уровней поверхностных энергетических состояний в запрещенной зоне полупроводника.
Первое слагаемое в уравнении (2) определяет концентрацию электронов после их захвата на уровни поверхностных энергетических состояний из зоны проводимости полупроводника. Второе слагаемое определяет концентрацию оставшихся на уровнях электронов после их туннелирования с этих уровней под действием электрического поля.
В работах [140, 180, 181] было проведено решение уравнения (2) численными методами. Для анализа был использован метод отображения полученных результатов решения на фазовой плоскости с координатами
у = —,х = т (рисунок 13). Эти результаты можно интерпретировать сле-

дующим образом: движение изображающей точки по участку АВ соответствует переходу электронов с уровней поверхностных энергетических состояний в зону проводимости полупроводника. Из точки В происходит скачок через точку неустойчивого равновесия (Д в точку С. Движение изображающей точки по участку СЭ соответствует захвату электронов на уровни поверхностных энергетических состояний из зоны проводимости полупроводника. Далее изображающая точка скачком переходит на участок АВ через точку неустойчивого равновесия 02, и процесс повторяется снова.