Тунельно-резонансні явища. Інтерференційні ефекти та прилади

Июль 31, 2022

Главная
Физика
Тунельно-резонансні явища. Інтерференційні ефекти та прилади

Содержание

2. Резонансне тунелювання Квантова яма між двох дуже широких бар'єрів добре вивчена. Коли бар'єри звужуються – маємо
3. - Хвильова функція частинки Транспорт через гетероструктуру
4. Потенціальний бар’єр Аналогічно: (задавши хвильові функції + граничні умови) Отримаємо коефіцієнт пропускання
5. Коефіцієнт проходження частинки в одновимірній резонансній структурі Правий ( лівий) бар'єр характеризується амплітудами проходження та відбиття
6. Тривіальний результат – коефіцієнт проходження через дві перешкоди є добутком коефіцієнтів переходу через кожну з перешкод.
7. Залежність коефіцієнта тунелювання від енергії В умовах резонансного тунелювання Умова резонансного переходу через двобар'єрну область є
8. ВАХ у випадку резонансного тунелювання Класичний випадок тунелювання Резонансне тунелювання
9. ДБРТ –структури
10. Тунельний діод (діод Есакі)
11. Резонансний тунельний діод U
12. Резонансно - тунельний діод I = f(U), I – струм, U – прикладена напруга. Якщо прикладена
13. Створення двох ям з двома рівнями дозволяє отримати два резонансних піки: резонансне тунелювання через перші рівні
14. Робоча частота генерації РТД
15. Резонансно-тунельний діод з керуючим затвором Емітерний струм керується p-n переходом (або Шотткі), що дозволяє регулювати резонансний
16. ВАХ Резонансно-тунельного біполярного транзистора Резонансно-тунельний біполярний транзистор РТБТ є біполярним транзистором з резонансно-тунельною структурою в області
17. Логічні елементи на тунельно-резонансних транзисторах Monostable-bistable transition logic elements (MOBILES)
18. ДБРТ структури з блокуючими бар’єрами та їх характеристики Структура розміщувалась на підкладинці (100) з досить товстим
19. Транзистори на гарячих електронах з резонансним тунелюванням В області емітера розташована гетероструктура, що інжектує великі струми
20. Транзистори на гарячих електронах При встановленні теплової ріноваги між електронами і граткою напівпровідника температура електронів Те
21. Інтерференційні явища. Основні ідеї та співвідношення.
22. Інтерференційний транзистор Солс (1989), Датт(1989) і Фрон (1989)
23. Принцип ції приладу основаного на ефекті інтерференції Фаулер (1984)
24. Ефект Ааронова-Бома Опір трубки в у.о. P Q
26. Скачать презентацию

Слайд 2

Резонансне тунелювання
Квантова яма між двох дуже широких бар'єрів добре вивчена.

Коли бар'єри звужуються – маємо невизначені стани оскільки електрон може
тунелювати через бар'єри і покинути яму

τ – час життя електрона в ямі

Слайд 3

- Хвильова функція частинки
Транспорт через гетероструктуру

Слайд 4

Потенціальний бар’єр
Аналогічно:
(задавши хвильові функції + граничні умови)
Отримаємо коефіцієнт пропускання

Слайд 5

Коефіцієнт проходження частинки
в одновимірній резонансній структурі
Правий ( лівий) бар'єр характеризується

амплітудами
проходження та відбиття tR (tL) та rR (rL )

Матриця переходу з ями через бар'єр праворуч

Слайд 6

Тривіальний результат – коефіцієнт проходження через дві перешкоди
є добутком коефіцієнтів

переходу через кожну з перешкод.

Квадрати модуля амплітудних коефіцієнтів проходженя та відбитя дають
коефіцієнти проходження та відбиття по потоку.

Слайд 7

Залежність коефіцієнта тунелювання від енергії
В умовах резонансного тунелювання
Умова резонансного переходу через

двобар'єрну область є ні чим іншим як умовою інтерференції електронної хвилі в ямі

Слайд 8

ВАХ у випадку резонансного тунелювання
Класичний випадок тунелювання
Резонансне
тунелювання

Слайд 9

ДБРТ –структури

Слайд 10

Тунельний діод (діод Есакі)

Слайд 11

Резонансний тунельний діод
U

Слайд 12

Резонансно - тунельний діод
I = f(U), I – струм, U –

прикладена напруга. Якщо прикладена напруга мала, та E електронів, що проходять через потенціальний бар’єр < E дискретного рівня, то прозорість бар’єра і, струм, що протікає - малі. I -> max при напругах, коли Е електронів = E дискретного рівня. При более высоких напряжениях энергия электронов станет больше энергии дискретного уровня, и прозрачность барьера для электронов уменьшится.

Слайд 13

Створення двох ям з двома рівнями дозволяє отримати два резонансних піки:

резонансне тунелювання через перші рівні (b) ям та тунелювання через перший рівень першої ями і другий рівень дургої(c) або тунелювання на другий рівень першої ями, релаксація і резонансне тунелювання через перший рівень другої ями (d).

Слайд 14

Робоча частота генерації РТД

Слайд 15

Резонансно-тунельний діод з керуючим затвором
Емітерний струм керується p-n переходом (або Шотткі),

що дозволяє регулювати резонансний струм.

Резонансний тунельний діод може бути використаний разом з біполярним, польовим або транзистором на гарячих електронах, утворюючи комбіновані пристрої, відповідно резонансно-тунельний біполярний транзистор фбо резонансно-тунельний транзистор на гарячих електронах

Слайд 16

ВАХ Резонансно-тунельного біполярного транзистора
Резонансно-тунельний біполярний транзистор
РТБТ є біполярним транзистором з резонансно-тунельною

структурою в області емітерно-базового переходу або в базі.

Емітерно-базовою напругою можна змінювати знак крутизни прохідної характеристики

Слайд 17

Логічні елементи на тунельно-резонансних транзисторах
Monostable-bistable
transition
logic
elements
(MOBILES)

Слайд 18

ДБРТ структури з блокуючими бар’єрами та їх характеристики
Структура розміщувалась на підкладинці

(100) з досить товстим (300 нм) буферним шаром n-GaAs, концентрація домішки в якому була 4х1018 см -3. Потім інший шар n-GaAs високої якості товщиною 150 нм вирощувався на початку шару Шотткі при досить високій 540º С температурі осадження. Наступні 4 нм шару Al0,35Ga0,65As, 3.5 нм GaAs та 4 нм Al0,35Ga0,65As формували ДБРТ діод.

Слайд 19

Транзистори на гарячих електронах з резонансним тунелюванням
В області емітера розташована гетероструктура,

що інжектує великі струми при виконанні резонансної умови. Положення резонансного рівня регулюється базо-емітерною напругою.

Слайд 20

Транзистори на гарячих електронах
При встановленні теплової ріноваги між електронами і граткою

напівпровідника температура електронів Те = температурі гратки Т. В суттєво нерівноважних системах, коли електрони набувають енергій значно більших за теплову (E = 3/2 kT для тривимірної системи) температура Те >>T.
Висота бар’єра в гетеропереходах ~0,2 – 0,3 еВ, що в 10 разів вище за kT.
Транзистори на гарячих електронах дозволяють отримати монохроматичний (δE=1-10 meV) потік високоенергетичних E=0,2-0,3 eVелектронів.

Слайд 21

Інтерференційні явища. Основні ідеї та співвідношення.

Слайд 22

Інтерференційний транзистор
Солс (1989), Датт(1989) і Фрон (1989)

Слайд 23

Принцип ції приладу основаного на ефекті інтерференції
Фаулер (1984)

Слайд 24

Тунельно-резонансні явища. Інтерференційні ефекти та прилади

Содержание

Резонансне тунелювання Квантова яма між двох дуже широких бар'єрів добре вивчена.

- Хвильова функція частинки Транспорт через гетероструктуру

Потенціальний бар’єрАналогічно:(задавши хвильові функції + граничні умови)Отримаємо коефіцієнт пропускання

Коефіцієнт проходження частинки в одновимірній резонансній структуріПравий ( лівий) бар'єр характеризується

Тривіальний результат – коефіцієнт проходження через дві перешкоди є добутком коефіцієнтів

Залежність коефіцієнта тунелювання від енергіїВ умовах резонансного тунелюванняУмова резонансного переходу через

ВАХ у випадку резонансного тунелюванняКласичний випадок тунелюванняРезонансне тунелювання

ДБРТ –структури

Тунельний діод (діод Есакі)

Резонансний тунельний діодU

Резонансно - тунельний діодI = f(U), I – струм, U –

Створення двох ям з двома рівнями дозволяє отримати два резонансних піки:

Робоча частота генерації РТД

Резонансно-тунельний діод з керуючим затворомЕмітерний струм керується p-n переходом (або Шотткі),

ВАХ Резонансно-тунельного біполярного транзистораРезонансно-тунельний біполярний транзисторРТБТ є біполярним транзистором з резонансно-тунельною

Логічні елементи на тунельно-резонансних транзисторахMonostable-bistabletransitionlogicelements(MOBILES)

ДБРТ структури з блокуючими бар’єрами та їх характеристикиСтруктура розміщувалась на підкладинці

Транзистори на гарячих електронах з резонансним тунелюваннямВ області емітера розташована гетероструктура,

Транзистори на гарячих електронахПри встановленні теплової ріноваги між електронами і граткою