Федеральное агентство связи Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики» Методическая разработка к выполнению лабораторных работ по учебной дисциплине ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАНОТЕХНОЛОГИЙ, ФОТОНИКИ И ОПТОИНФОРМАТИКИ для магистрантов 1 года обучения по направлению подготовки 200700 Составитель: к.ф.-м.н., доц. <...> Самара - 2014 Лабораторная работа 501 "Исследование туннельного тока в двухбарьерном резонансно-туннельном диоде" Цель работы: Рассчитать распределение волновых функций электронов в арсенид галлиевой квантовой проволоке и оценить вероятность обнаружения электрона в той или иной части поперечного сечения проволоки. <...> Квантовомеханические эффектры в туннельном диоде Обычные диоды при увеличении прямого напряжения монотонно увеличивают пропускаемый ток. <...> В туннельном диоде квантово-механическое туннелирование электронов добавляет горб в вольтамперную характеристику, при этом, из-за высокой степени легирования p и n областей, напряжение пробоя уменьшается практически до нуля. <...> Туннельный эффект позволяет электронам преодолеть энергетический барьер в зоне перехода с шириной 50.150 Е при таких напряжениях, когда зона проводимости в n-области имеет равные энергетические уровни с валентной зоной р-области. <...> Вольт-амперная характеристика туннельного диода 2 При дальнейшем увеличении прямого напряжения уровень Ферми n-области поднимается относительно р-области, попадая на запрещённую зону р-области, а поскольку туннелирование не может изменить полную энергию электрона, вероятность перехода электрона из n-области в p-область резко падает. <...> На рисунке 2 ниже схематически представлена энергетическая схема двухбарьерного резонансно-туннельного диода и показано протекание туннельного тока. <...> Данный диод создается на основе арсенида галлия. <...> При подаче на диод напряжения <...>
Методическая_разработка_к_выполнению_лабораторных_работ_по_учебной_дисциплине_ФИЗИЧЕСКИЕ_ОСНОВЫ_НАНОТЕХНОЛОГИЙ,_ФОТОНИКИ_И_ОПТОИНФОРМАТИКИ_для_магистрантов_1_года_обучения_по_направлению_подготовки_200700_.pdf
Лабораторная работа 501
"Исследование туннельного тока в двухбарьерном резонансно-туннельном
диоде"
Цель работы: Рассчитать распределение волновых функций
электронов в арсенид галлиевой квантовой проволоке
и оценить вероятность обнаружения электрона в той
или иной части поперечного сечения проволоки.
1. Теоретическая часть:
1.1. Квантовомеханические эффектры в туннельном
диоде
Обычные диоды при увеличении прямого напряжения
монотонно увеличивают пропускаемый ток. В туннельном диоде
квантово-механическое туннелирование электронов добавляет
горб в вольтамперную характеристику, при этом, из-за
высокой степени легирования p и n областей, напряжение пробоя
уменьшается практически до нуля. Туннельный эффект
позволяет электронам преодолеть энергетический барьер в
зоне перехода с шириной 50..150 Е при таких напряжениях,
когда зона проводимости в n-области имеет равные энергетические
уровни с валентной зоной р-области.
Рис.1. Вольт-амперная характеристика туннельного диода
2
Стр.2