WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

ность электронов увеличивается, длина Дебая уменьша4 r 1 + exp[(EF - eV - Er)/kT] (7) ется. Поэтому туннельный ток и падение напряжения на Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. Самосогласованный расчет туннельного тока в двухбарьерных гетероструктурах... себя в асимметрии туннельного тока через величину заряда в области квантовой ямы. Заряд больше в случае, когда внешнее поле направлено против внутреннего поля в яме. Это наряду со штарковским эффектом приводит к частичному закреплению резонансных уровней и росту сопротивления. В двухбарьерной структуре AlGaN(2c1)/GaN(5c2)/AlGaN(2c1) туннельный ток линейно зависит от напряжения вплоть до 3В, что хорошо описывается в приближении изолированного лоренцовского резонанса. При совпадении направлений внешнего и внутреннего полей потенциальная яма оказывается эффективно зауженной, поэтому в ней накапливается меньший заряд, оказывающий слабое влияние на резонансные уровни. При V -1.5В в туннельном токе наблюдается резкая характеристика с отрицательной дифференциальной проводимостью и отношением пик/долина 4 в широких интервалах температур и легирования. Эта характеристика подобна одной из ветвей тока симметричной структуры GaAs/AlGaAs/GaAs с более толстыми барьерами, Рис. 5. Туннельный ток в двухбарьерной структуре Al0.3Ga0.7N(2c1)/GaN(5c2)/Al0.3Ga0.7N(2c1) для разных что показывает перспективность использования ниттемператур и уровней легирования: 1 — T = 250 K, ридных материалов в качестве резонансно-туннельных Nd = 5 · 1019 см-3; 2 — T = 300 K, Nd = 1019 см-3;

диодов.

3 — T = 300 K, Nd = 5 · 1019 см-3. 4 — ток в Работа поддержана грантом РФФИ № 04-02-17508, структуре Al0.3Ga0.7As(5a)/GaAs(5a)/Al0.3Ga0.7As(5a) при грантом Президента РФ НШ-1743.2003.2 и вычислительNd = 5 · 1018 см-3 и T = 250 K.

ными ресурсами Санкт-Петербургского филиала МСЦ.

квантовой области увеличиваются, а пиковое напряже- Список литературы ние Vmax уменьшается (рис. 5).

[1] S. Nakamura. Introduction to Nitride Semiconductor Blue С увеличением ширины ямы или барьеров пик коэфLasers and Light Emitting Diodes (London, Taylor & фициента прохождения становится более узким, вследFrancis, 2000).

ствие чего сопротивление структуры растет, а туннель[2] С.Н. Гриняев, А.Н. Разжувалов. ФТТ, 43 (4), 529 (2001).

ный ток уменьшается.

[3] F. Assaoui, P. Pereyra. J. Appl. Phys., 91 (8), 5163 (2002).

Для сравнения подобный саомогласованный рас[4] M. Singh, J. Singh, U. Mishra. J. Appl. Phys., 91 (5), чет туннельного тока был проведен для симмет(2002).

ричной двухбарьерной структуры Al0.3Ga0.7As(5a) / [5] M. Zervos, A. Kostopoulos, G. Gonstantinidis, M. Kayambaki, GaAs(5a)/Al0.3Ga0.7As(5a) (a — постоянная решетки).

A. Georgakilas. J. Appl. Phys., 91 (7), 4387 (2002).

Контактные области из GaAs легировались донорами с [6] С.Н. Гриняев, А.Н. Разжувалов. ФТП, 37 (4), 450 (2003).

концентрацией Nd = 5 · 1018 см-3 и уровнем ионизации [7] M. Cahay, M. McLennen, S. Data, M.S. Lundstrom. Appl.

Ed = 5 мэВ. Энергия нижнего резонансного уровня в Phys. Lett., 50 (10), 612 (1987).

этой структуре почти совпадает с энергией резонанса в [8] H. Wang, A.-B. Chen. J. Appl. Phys., 87 (11), 7859 (2000).

[9] D.Y. Kei, J.C. Inkson. Phys. Rev. B, 38 (14), 9945 (1988).

AlGaN(2c1)/GaN(5c2)/AlGaN(2c1). При отрицательных [10] В.Я. Демиховский, Г.А. Вугальтер. Физика квантовых напряжениях заряды в квантовых ямах GaAs и GaN сонизкоразмерных структур (М., Логос, 2000).

поставимы по величине, близкими оказываются и вольтамперные характеристики двух структур. При положиРедактор Л.В. Шаронова тельных напряжениях ток в GaAs/AlGaAs/GaAs ведет себя симметрично, тогда как в GaN/AlGaN/GaN из-за влияния встроенных полей величина тока уменьшается, а пики сдвигаются в сторону больших напряжений.

4. Заключение В работе показано, что в нитридных гетероструктурах GaN/AlGaN самосогласованное распределение заряда играет важную роль для точного описания вольтамперных характеристик. Встроенные поля проявляют Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. 700 С.Н. Гриняев, А.Н. Разжувалов Self-consistent calculation of a tunneling current in double-barrier heterostructures w-GaN/AlGaN (0001) S.N. Grinyaev, A.N. Razzhuvalov V.D. Kuznetsov Siberian Physical-Technical Institute at Tomsk State University, 634050 Tomsk, Russia

Abstract

On the basis of a self-consistent solution of Schrodinger and Poisson equations with allowance for spontaneous and piezoelectric polarizations, the features of tunneling current in double-barrier wurtzite heterostructures GaN/AlGaN (0001) have been investigated. It is shown, that the internal fields exhibit themselves in asymmetry of the tunneling current through the electronic charge magnitude in the quantum well. This charge is more, when external and internal fields in the quantum well compensate one the other, that produces desrease of the active area potential and resonant levels shifts with voltage, increase of the resistance and linear current–voltage relation in the broad voltage range. When the external and internal fields coincide sharp structures are observed in the current with a ratio pike/valley in the likeness of a voltage–current characteristic of two-barrier GaAs/AlGaAs (001) structure. This fact demonstrates nitride materials as perspective for applications in resonance-tunneling devices.

Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.