GaAs／AlAs异质谷间转移电子器件微波振荡特性的研究

本文介绍了应用直接带隙ＧａＡｓ和间接带隙ＡｌＡｓ构成的量子阱产生异质谷间转移电子效应来制作新毫米波振荡器件一异质谷间转移电子器件，概述了器件的结构和基本的微波工作特性。器件已在８ｍｍ波段输出３２０ｍＷ连续波功率，最高振荡效率８％，脉冲工作时输出功率达２Ｗ，效率１０％，然后着重介绍该器件的振荡频率，输出功率随偏压的变化关系，突出它与常规耿氏器件之间的差异。最后简要描述器件计算机模拟中求出的器件内的电场结构和两能谷电流分布以及正反向偏压下器件交流工作中的电场结构，由此解释了实验中观察到的种种工作特性。从而深化了对异质谷间转移电子器件及其工作机理的研究。     

异质谷间转移电子效应的实验研究

使用Gunn器件作为X电子的探测器研究了直接能隙/间接能隙(Direct Gap/Indirect Gap,简作“D/I”)异质结构在电场作用下的谷间转移电子效应。把这种异质结构制作在Gunn器件的阴极上观察到二极管直流伏安特性和射频工作性能的显著变化。它的振荡频率显著降低,振荡效率和输出功率增大,频率稳定度提高,而且脉冲振荡功率显著增大。已在8mm波段获得320mW的振荡功率,最大效率8％。用异质谷间转移电子(Heterostructure Intervalley Transferred Electron,简作"HITE”)效应解释了器件性能的这些突变,从而在实验中首次证实了这一新效应。     

异质谷间转移电子器件的Monte Carlo模拟研究

使用量子阱能带混合隧穿共振理论和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟计算研究了异质谷间转移电子器件中的双能谷电子注入、两种谷间转移电子的相互作用、有源层电场分布及异质结电压的触发功能．首次发现了ＧａＡｓ器件中的三能谷谷间电子转移．算得的二极管伏安特性和实验测量结果相吻合．用所得的电场结构图和三能谷电子分布图证明强场畴能直接在阴极端触发，消除了耿氏有源层中的死区．由此说明了器件振荡频率下降和振荡效率升高的特性．     

能带混合量子阱的触发功能和异质谷间转移电子放大器件的研究

运用MonteCarlo理论模拟、二极管除穿伏安特性、器件振荡性能和射频输入信号激励下的放大功能研究了异质谷间转移电子器件中能带混合量子阱的触发功能。理论和实验研究发现，当能带混合量子讲中没有产生足够的异质谷间转移电子效应时，即使有源层中加有足够的电场仍然不能产生振荡。异质谷间转移电子效应成为器件进行射频工作的必要条件。在适当设计的器件中，运用输入射频信号也能激励异质谷间转移电子效应而触发输出放大信号。应用这一原理研制成8mm波段工作的稳态放大器，解决了二极管稳态放大器中的自激振荡问题。最后讨论了利用能带混合量子讲的触发功能来制作新的三端器件和各类功能器件的可能性。     

半导体超晶格微结构中的多能谷效应（2）

半导体超晶格微结构中的多能谷效应（２）薛舫时（半导体超晶格国家重点实验室和南京电子器件研究所２１００１６）六、异质谷间转移电子效应和Ｘ电子发生器ＧａＡＳ是直接带隙材料，它的导带底位于布里渊区中心Γ点。而ＡｌＡｓ是间接带隙材料，导带底位于布里渊区边缘Ｘ...     

能带混合量子阱与异质谷间转移电子器件研究

介绍了能带混合量子阱中的多能谷混合和异质谷间转移电子效应。运用这一新物理效应设计制成了新的异质谷间转移电子器件。给出了器件连续波和脉冲工作时的射频振荡特性。使用多能谷有效质量理论和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟方法模拟计算了器件直流和射频工作状态下的电子运动过程。提出了新的器件射频工作模式。最后讨论了能带理论研究在新器件开发中的重要作用和用能带理论研究设计器件的方法     

能带混合量子阱与异质谷间转移电子器件研究

介绍了能带混合量子阱中的多能谷混合和异质谷间的转移电子效应。运用这一新物理效应设计了新的异质谷间转移电子器件。给出了器件连续波和脉冲工作时的频振荡特性。使用多能谷有铲质量理论和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟方法模拟计算了哗啦直流和射频工作状态下的电子运动过程。提出了新的器件射频工作模式。最后讨论了能带理论研究在新器件开发中的重要作用和用能带理论研究设计器件的方法。     

异质谷间转移电子器件的计算机模拟

使用弛豫时间近似求出了描述两能谷间电子交换的方程。在此基础上建立了双能谷电子的连续性方程和油松方程。对具体的ＧａＡｓ／ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ异质谷间转移电子器件结构求解了这些方程组，得到了直流工作时器件内的电场分布、双能谷中载流子的布居以及两个能谷的电流分布。这些结果正好和常规Ｇｕｎｎ器件相反，说明了两种器件的不同工作机理。最后通过对低Ａｌ组份势垒结构的计算说明了Ｘ谷电子注入对器件工作的重要作用。     

异质谷间转移电子器件工作模式的研究

运用依赖能量的异质界面δ散射势和多能谷有效质量方程计算了 Ga As/Al As异质结构中的能带混合和电子隧穿共振。结合能带混合隧穿共振理论和 Monte Carlo模拟计算 ,编制异质谷间转移电子器件的模拟软件。用该软件模拟了器件的直流伏安特性和射频工作。由模拟结果与测量结果的对比中确定出δ散射势参数和隧穿时间。通过模拟发现了新的弛豫振荡模式。研究了弛豫振荡模的各种振荡特性 ,给出了器件的优化设计     

信息领域中的主要新型元器件(下)

２）．异质结ＩＭＰＡＴＴ器件 ＩＭＰＡＴＴ器件输出功率比ＧＵＮＮ器件高很多,但因雪崩倍增过程带来的固有噪声很高,从而限制了ＩＭＰＡＴＴ器件在很多领域的应用。ＩＭＰＡＴＴ器件要进一步提高输出功率,必须从改进效率入手,一方面要使雪崩区的宽度占整个耗尽区的比例要小,同时要寻找高化率阈值高的材料,使雪崩电压ＶＡ下降。基于这种想法,应该采用异质结结构,即用一种窄带隙的材料,（例如ＩｎＰ,其带隙为１．５ｅＶ）,作为漂移区,由于ＩｎＧａＡｓ的离化阈值低而离化率比ＩｎＰ高很多,可以实现低雪崩阈值ＶＡ,降低阈值电…     

量子阱控制极和异质谷间转移电子三极管初探

介绍了能带混合量子阱中的多能谷混合和异质谷间转移电子效应。运用这一新物理效应设计制成了新的异质谷间转移电子器件。通过二级管的振荡和放大性能测试从实验上研究了能带混合量子阱的触发和控制功能。运用能带混合隧穿共振理论和Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ输运模拟分析了新器件的动态工作模式和量子阱控制极的控制功能。最后讨论了使用量子阱控制极的新控制功能来制作新的转移电子三极管的可能性。     

GaAs/AlAs异质俗间转移电子器件动态工作模式的模拟研究

使用量子阱能带混合隧穿共振理论及ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟方法计算了ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ异质谷间转移电子器件的静态和动态工作特性。     

异质结谷间转移电子器件在8mm波段输出320mW

<正>当能带结构不同的半导体材料组成异质结构时,体材料的周期性势场受到破坏,产生了有趣的能带混合效应。如果把直接带隙半导体同间接带隙半导体组成异质结构,那么,在适当的偏压作用下就能把某一能谷的入射电子转换成另一能谷的输出电子,产生异质结谷间转移电子效应。利用这一效应设计成新的异质结谷间转移电子器件。首先在n~+-GaAs衬底上用MBE     

8mm高电子迁移率功率晶体管芯片

南京电子器件研究所研制的８ｍｍ高电子迁移率功率晶体管芯片是国内首次通过设计定型的８ｍｍ波段ＰＨＥＭＴ功率器件,具有频率特性好、增益高、输出功率大、使用方便等优点。为更好地发挥异质结材料的性能,采用ＣＡＤ技术,对以ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ异质结为基础...     

泵浦掺铒光纤放大器的大功率单元赝配InGaAs／GaAs／AlGaAs单量子阱激光器

已研制出９８０ｎｍ脊波导赝配ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ单量子阱激光器。该镜面镀膜激光器的最高输出功率为２４０ｍＷ／面。器件由分子束外延（ＭＢＥ）生长的渐变折射率分别限制异质结量子阱结构材料制成。激光器以基模工作，与１．５５μｍ单模光纤的耦合效率为２２％。在镜面无镀膜激光器输出功率为３０ｍＷ／面下进行的寿命试验表明，它比ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱激光器有更高的可靠性，但在泵浦掺铒光纤放大器所要求功率下长时间可靠工作需要镜面保护镀膜。     

大功率无衬底N－GaAlAs／P－GaAs：Si单异质结红外发光二极管

报道了一种大功率无衬底Ｎ－ＧａＡｌＡｓ／Ｐ－ＧａＡｓ：Ｓｉ单异质结红外发光二极管的制造工艺和主要光电特性。该器件在５０ｍＡ工作电流下，输出功率典型值７．５ｍＷ，最大功率１１ｍＷ。     

GaAs／GaAlAs双异质结光波导开关内带隙的注入载流子感生变化

本文研究了ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ双异质结光波导开关内波导层带隙的载流子注入感生变化．给出了带隙变化值随注入载流子浓度变化的关系曲线，并与带填充理论和带隙收缩理论的计算结果进行了对比分析．     

8毫米功率HBT研究

简要介绍了异质结双极晶体管（ＨＢＴ）的发展现状。对ＨＢＴ器件性能进行了理论分析、设计并制作了功率ＨＢＴ器件样品。器件性能达到：ｆ＿Ｔ＝４０ＧＨｚ，ｆ＿（ｍａｘ）＝３２ＧＨｚ，在８ＧＨｚ工作频率下测量，输出功率为１００ｍＷ，功率附加效率为３１．３％，增益为９．４ｄＢ；ｆｏ＝１２ＧＨｚ，输出功率为２３．６ｍＷ，增益６．１ｄＢ，功率附加效率为２３．４％。     

8毫米功率HBT研究

简要介绍了异质结双极晶体管（ＨＢＴ）的发展现状，对ＨＢＴ器件性能进行了理论分析，设计并制作了功率ＨＢＴ器件样品。器件性能达到：ｆＴ＝４０ＧＨｚ，ｆｍａｘ＝３２ＧＨｚ在８ＧＨｚ工作频率下测量，输出功率为１００ｍＷ，功率附加效率为３１．３％，增益为９．４ｄＢ，ｆ０＝１２ＧＨｚ，输出功率为２３．６ｍＷ，增益６．１ｄＢ，功率附加效率为２３．４％。     

GaAs/AlAs异质谷间转移电子器件动态工作模式的模拟研究

使用量子阱能带混合隧穿共振理论及MonteCarlo模拟方法计算了GaAs／AlAs异质谷间转移电子器件的静态和动态工作特性．发现有源层中的电场及Г、X和L三能谷的电子布居基本上可分为强场立能谷区和弱场耿氏区两部分．控制掺杂接日的浓度能调制这两区域的相对大小，控制两种谷间转移电子效应的相互作用，从而改变器件的静态和动态性能动态模拟给出了器件的新射频工作模式：上能谷电子区的宽度调制和低场耿氏区电场的上下浮动．运用这一工作模式解释了器件的各类新工作特性，并且提出了利用这种量子阶控制极来制作新的异质谷间转移电子三极管的可能性