Меню

Температурные зависимости параметров вольт-амперной характеристики резонансно-туннельного диода

Рис. 5 - ВАХ при T=10-200 К

Из экспериментальных ВАХ были получены температурные зависимости следующих параметров РТД в прямом и обратном направлении: напряжения смещения пика (рис.2а), тока пика (рис.2b), тока долины (рис.2c), отношения ток пика/ток долины (рис. 2d), разности тока пика-тока долины (рис. 2e).

Рис. 6 - Температурные зависимости параметров РТД

Напряжении смещения пика постепенно уменьшается с увеличением температуры, а при Т=110-120 К наблюдается резкий спад напряжения, минимальное значение Vpeak=8 mV при T=200 K. Причиной подобного скачка авторы назвали возможные изменения в процессе туннелирования, связанные с уменьшением энергии резонансного уровня тяжелых дырок в квантовой яме вследствие увеличения величины их эффективной массы. Зависимости токов пика и долины от температуры имеют немонотонный характер: увеличение до максимального значения при Т=30-70 К, а далее-резкий спад в том же температурном диапазоне Т=100-120 К, в котором наблюдался и спад напряжения смещения пика. Температурные зависимости (Ipeak/Ivalley) и (Ipeak-Ivalley) слабо изменяются при низких температурах, а по достижении области спада напряжения смещения пика терпят резкий скачок до максимума. При дальнейшем увеличении температуры отношение тока пика к току долины уменьшается. Такой характер зависимости, по мнению авторов статьи, связано с тем, что рост туннельного тока происходит медленнее, чем рост фонового тока, возникновение которого связано с наличием примесей и других факторов.

В статье [9] проведены измерения зависимости ВАХ от температуры. В качестве образца использовалась трехбарьерная РТС InGaAs/InAlAs, выращенная на подложке InP(001) методом молекулярной лучевой эпитаксии (MBE). Толщина первой и второй InGaAs-квантовых ям- 6.8 и 5 нм соответственно, верхнего InAlAs-барьера-1,9нм, среднего-3,1 нм, нижнего-1,9. В качестве спейсерных слоев выступали слои из InGaAs толщиной 5,6 нм, контактных слоев- n+ InGaAs, допированные Si, n=1*10^18 см-3. На рис.7(а) показаны вольт-амперные характеристики трёхбарьерной структуры InGaAs/InAlAs, размером 3*6 мм2, полученные при комнатной (300 К) и азотной (77 К) температурах. Эксперимент показывает, что наблюдается незначительная зависимость значения тока пика и долины от температуры. Ток пика незначительно уменьшается при 77 К по сравнению с 300К при V=0,2В. Так же ВАХ при 77К имеет более широкую нисходящую часть и более высокое значение напряжения долины.

Рис. 7(a) - ВАХ РТС InGaAs/InAlAs при комнатной и азотной температурах

На рис 7(б) приведена вольт-амперная характеристика трёхбарьерной структуры GaAs/AlAs, размером 3*6 мм2 при комнатной(300к), азотной(77к) и гелиевой(4к) температурах.

Рис. 7(b) - ВАХ РТС GaAs/AlAs при комнатной, азотной и гелиевой температурах

В трёхбарьерной структуре GaAs/AlAs наблюдается более ярко выраженная зависимость ВАХ от температуры. С понижением температуры уменьшается пиковое значение тока, так же уменьшается отношение пик-долина.

В качестве образцов исследования выступали два типа РТД, каждый из которых выполнен на основе гетероструктуры GaAs/AlAs, выращенной методом молекулярно-лучевой эпитаксии. РТД представляет собой двухбарьерную квантовую структуру, где барьерами являются слои из AlAs, а квантовой ямой-слой GaAs. Слои образуют характерный двухбарьерный потенциальный профиль дна зоны проводимости (рис.8). Параметры структуры представлены в табл. 1. Различие между двумя типами РТД состоит в разной площади мезы, для одного она составляет 6х6 мкм2, для другого 20х20 мкм2.

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7

Другие статьи:

Полный исследование устойчивости и качества управления для разомкнутой и замкнутой систем
В теории автоматического регулирования основными являются проблемы: устойчивости, качества переходных процессов, статической и динамической точности, автоколебаний, оптимизации, синтеза и отождествления. Задачи общей теории а ...

Разработка комплексной системы защиты информации объекта защиты
Становление информационного общества связано с широким распространением персональных компьютеров, построением глобальной информационной Сети и подключения к ней большого числа пользователей. Эти достижения должны коренным обр ...

Приемник диспетчерской радиостанции
Радиоприемное устройство является неотъемлемой частью любой радиотехнической системы. В первые годы развития радиотехники возможность беспроволочной передачи сообщений использовалась исключительно для целей связи; это время ...

(C) 2021 | www.techniformula.ru