Резонансное туннелирование в гетероструктурах с латеральными неоднородностями

• Автор: Цибизов, Александр Геннадьевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 с. : ил.

t Введение

Глава 1. Резонансно-туннельный диод (Обзор литературы)

Глава 2. Одномерное моделирование резонансно-туннельных диодов и

экстракция параметров эквивалентной схемы РТД

2.1. Введение

2.2. Описание модели и программы моделирования

2.3. Процедура вычислений

f 2.4. Эквивалентная схема РТД и экстракция его SPICE параметров из

результатов расчётов

2.5. Обобщённые граничные условия на гетероинтерфейсе в методе огибащих

волновых функций
2.6. Выводы
Глава 3. Влияние двумерных эффектов связанных с протеканием тока в
> тонких контактных слоях на ВАХ РТД
3.1. Введение
3.2. Описание аналитической модели
3.3. Сравнение аналитических расчетов с результатами численного
моделирования
3.4. Выводы
Глава 4. Учет влияния крупных шероховатостей гетероинтерфейса на ВАХ резонансно-туннельных диодов
4.1. Введение
4.2. Моделирование шероховатостей гетероинтерфейса методом

некогерентного усреднения
4.3. Исследование применимости метода некогерентного усреднения путем
решения двумерного уравнения Шрёдингера в волноводной модели
4.4. Выводы
Заключение
Список использованной литературы

Используемые сокращения
(Рус.)

ДБРТД
ДБРТС

ЛКАО

МОВФ
м.с.

РТДМ

ТБРТД
ТБ РТС

(Англ.)
НЕМТ
SPICE
вольт-амперная характеристика граница квантовой области двухбарьерный резонансно-туннельный диод двухбарьерная резонансно-туннельная структура диффузионно-дрейфовый симулятор интегральная схема квантовое кинетическое уравнение . квантовая яма
линейная комбинация атомных орбиталей молекулярно-лучевая эпитаксия метод огибающих волновых функций моноатомный слой
отрицательная дифференциальная проводимость отрицательное дифференциальное сопротивление резонансно-туннельный резонансно-туннельный диод РТД с межзонным туннелированием резонансно-туннельная структура сверхвысокая частота
трехбарьерный резонансно-туннельный диод трехбарьерная резонансно-туннельная структура фотолюминесценция шероховатости гетероинтерфейса
high-electron-mobility transistor
Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis
Основные обозначения
у - отношение пикового тока к току в долине Ы-образной

Р - подвижность носителей
е - модуль заряда электрона
Ес - уровень дна зоны проводимости
ЕР - энергия Ферми
Ер - ширина запрещенной зоны
е; - уровень потолка валентной зоны ' •
- величина пикового тока ВАХ РТД
Л - величина тока долины ВАХ РТД
- плотность пикового тока ВАХ РТД
кв - постоянная Больцмана
кр - волновой вектор Ферми
* т - эффективная масса
п - объемная концентрация электронов
ч - заряд электрона
Т(Е) - туннельная прозрачность структуры

<§НЛАЛЛ^-|
І(У) ЦСУ)

~~Ф
С«(Ус)

Рис. 19. Эквивалентная схема РТД. V - напряжение на источнике тока, Ус -напряжение на ёмкости; Ц - последовательное сопротивление; Ск(Ус) -нелинейная емкость РТД, управляемая напряжением на ней; Ц(У) -квантовая индуктивность, управляемая напряжением на источнике тока.
работе [143] в приближении последовательного туннелирования.
В принципе, источник тока в эквивалентной схеме может задаваться любой подходящей функцией, лишь бы она была достаточно гладкой (желательно, чтобы она имела непрерывную производную) для достижения сходимости при численном моделировании. В работе [144] была предложена удобная формула описывающая источник тока для РТД:
Здесь е - модуль заряда электрона, кв - константа Больцмана, Т - температура, Б - площадь, А - константа размерности плотности тока, В - Ер - уровень Ферми в эмиттере, С - Ег - положение резонансного уровня в квантовой яме (КЯ) при нулевом напряжении, О - Г/2 - полуширина резонансного уровня, П|,2,з -подгоночные константы, Н - константа размерности плотности тока. Ток 1(, в
(17).
/2(Г) = 5-я(ехр(л/7;)',’-і)