Исследование динамики электронов в полупроводниковой структуре диода Ганна в коротковолновой части миллиметрового диапазона и анализ возможностей создания генераторов гармоник

• Автор: Разумихин, Константин Андреевич
• Шифр специальности: 05.27.01, 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 118 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ4
ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА ГАННА В КВЧ ДИАПАЗОНЕ И ВОЗМОЖНОСТЕЙ СОЗДАНИЯ ГЕНЕРАТОРОВ ГАРМОНИК ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Введение.

1.2. Динамика электронов и пространственного заряда в диодах Ганна

1.3. Моделирование динамики электронов в полупроводниковых структурах диодов Ганна.

1.4. Анализ спектра

1.5. Бигармонический режим.

1.6. Генераторы гармоник на диодах Ганна

1.7. Выводы
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ОСНОВНОЙ ЧАСТОТЫ И СПЕКТРА ТОКА ДИОДА ГАННА ОТ РАБОЧЕГО НАПРЯЖЕНИЯ И ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ СТРУКТУРЫ.
2.1. Экспериментальное исследование влияния рабочего напряжения на основную частоту генерации диода Г анна.
2.2. Теоретический анализ динамики электронов в структуре диода Ганна. .
2.3. Выводы.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО ВАРИАНТА ДВУХТЕМПЕРАТУРНОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ АНАЛИЗА ДИНАМИКИ ЭЛЕКТРОНОВ В ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ СТРУКТУРЕ ДИОДА ГАННА .
3.1. Уравнения двухтемпературной модели.
3.2. Модельные параметры
3.3. Методика вычисления параметров дискретных последовательностей
3.4. Вычисление параметров гармоник тока через полупроводниковую структуру диода Ганна.
3.5. Выводы.
3
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ ГЕНЕРАТОРОВ ГАРМОНИК КВЧ ДИАПАЗОНА НА ДИОДАХ ГАННА
4.1. Коаксиальнокоаксиальный генератор второй гармоники
4.1.1. Резонансная система коаксиальнокоаксиального генератора.
4.2. Коаксиальноволноводный генератор второй гармоники.
4.2.1. Резонансная система коаксиальноволноводного генератора второй гармоники.
4.2.2. Анализ связи диода Ганна с коаксиальным резонатором
4.2.3. Оценка устойчивости бигармоиического режима работы генератора на диоде Ганна
4.3. Коаксиальноволноводный генератор третьей гармоники
4.3.1. Резонансная система коаксиальноволноводного генератора третьей гармоники.
4.3.2. Модельное представления коаксиальноволноводного генератора третьей гармоники.
4.4. Выводы. 1
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 3
ЛИТЕРАТУРА


Обнаруженная теоретически немонотонная зависимость частоты генерации от постоянного напряжения питания для полупроводниковой структуры нестабилизированного сверхкритического диода Ганна с длиной активной области менее 3 мкм в режиме короткого замыкания по переменному сигналу связана с влиянием на период колебаний времен формирования и рассасывания объемного заряда. Убывающий характер теоретической зависимости амплитуд второй и третьей гармоник тока в полупроводниковой структуре диода Ганна с длиной активной области 1,5 мкм от длины прикатодной зарубки в режиме короткого замыкания по переменному сигналу обусловлен тем, что на соответствующих частотах снижается вклад рассеяния импульса и энергии электронов в нижней долине на акустических фононах, рассеяния энергии электронов нижней долины на полярных оптических фононах и междолинного рассеяния импульса при переходе из верхней долины в нижнюю. II международной научнотехнической конференции Физика и технические приложения волновых процессов, 3 сентября г. III международной научнотехнической конференции Физика и технические приложения волновых процессов, г. IV международной научнотехнической конференции Физика и технические приложения волновых процессов, октября г. Научных семинарах кафедры физики полупроводников СГУ. По материалам диссертации опубликовано работы, из них статей, 1 патент и 2 свидетельства на полезную модель, 1 статья в сборнике научных трудов конференций и 5 тезисов докладов. Личный вклад автора диссертации состоит в проведении экспериментов и численных расчетов, разработке алгоритмов и компьютерных программ, участие в построении математических моделей для описания динамики электронных процессов в полупроводниковых структурах диодов Ганна и анализе полученных результатов.