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．     

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。     

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。     

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。     

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。     

GaAs／A1As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－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     

半导体中的谷间电子转移和体振荡

从GaAs/AlAs量子阱的量子限制、能带混合和隧穿共振中发现了新的异质谷间转移电子效应。用它制成了定位精度高的高效谷间电子布居控制极。把这种控制极设置于耿氏有源层的阴极端,消除了器件中的死区,抑制了强场畴,产生高效的电场弛豫振荡模。通过长有源层样品的模拟设计,发现了新的触发多电子束弛豫振荡模,实现了体振荡。模拟设计得出在20～25GHz频段能获得50W以上的脉冲振荡输出,效率大于40%。     

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     

半导体异质结构中的谷间电子转移效应(英文)

The transferred electron effect between different valleys in AlGaAs/ GaAs/AlGaAs heterostructure is studied using the one-band two-valley model in this paper. Taking the contributions from a varied electric field and the band offset and the coupling between different valleys at every heterojunction interface into account, the formulas for calculating the tunnelling probability and current are derived. The tunnelling probabilities and currents for various heterostructures, alloy components and electric fields have been calculated. The dependence of transferred electron effect on the heterojunction interface, the band structures of the well and barrier materials, and the electric field is discussed. The computed tunnelling current agrees with the experimental results, and so the effectiveness of this model in the researching of many-valley system is demonstrated. Furthermore, the difference between this transferred electron effect and the well known Gunn effect is pointed out and its application in the developing of semiconductor devices is discussed.     

纳米结构器件材料结构参数的新测试方法

使用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟方法和器件振荡特性测试研究了异质谷间转移电子器件的直流隧穿特性和射频振荡性能与器件结构参数之间的关系．理论计算结果与实验数据间吻合得很好．在此基础上提出了通过电性能测试来分析器件结构参数的新方法．使用逐层化学腐蚀Ｃ－Ｖ测试测定了有源层的掺杂分布．通过低场电阻测量确定了量子阱的宽度．最后从器件振荡特性与ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟曲线的对照中得出了掺杂接口的浓度．由此建立了器件结构参数的一套完整的测试分析方法．使用这套测试监控方法,已成功地研制出ＭＢＥ和ＭＯＣＶＤ工艺的高效、大功率振     

The Gunn effect in polar semiconductors

The main features of the Gunn effect can be accounted for by the transferred electron model of Ridley and Watkins, which predicts a bulk differential negative resistance and subsequent domain formation if electrons can be transferred sufficiently rapidly from the lowest conduction-band minimum to lower-mobility subsidiary minima. Experimental results forn-GaAs in verification of such a bulk negative resistance are presented. In the longer samples the current-time waveform consists of sharp spikes separated by flat valleys, as expected from the motion of domains. The voltage across the domains is found to scale with sample length as predicted; the value of the electric field inside the domain is estimated to be ≥60 000 V/cm, while the field outside is about 1500 V/cm. Gunn effect oscillations have also been observed inn-CdTe, but not inn-InSb orn-InAs. The absence of an instability in InSb and InAs is consistent with the transferred electron model, since the subsidiary minima in these materials are believed to be too high in energy to be populated before carrier multiplication occurs. Finally, it will be shown that unless the separation of the conduction-band minima is very small, the critical electric field at which the Gunn effect occurs is reasonably well predicted by the one-band polar optical mode runaway field.     

半绝缘GaAs光电导开关的延迟偶极畴工作模式

基于转移电子效应提出半绝缘光电导开关延迟偶极畴工作模式,理论分析了强场下开关的周期性减幅振荡.指出开关的周期性减幅振荡是由于外电路的自激振荡和开关的转移电子振荡共同作用引起的.开关的偏置电场在交流电场的调制下,当畴到达阳极时,开关电场下降到低于耿氏阈值电场ET而高于维持电场ES(维持畴生存所需的最小电场),开关将工作于延迟偶极畴模式.进而从理论和实验两方面指出半绝缘GaAs光电导开关是一种光注入畴器件,光生载流子的产生使得载流子浓度与器件长度乘积满足产生空间电荷畴所需的条件.