Wiemann, Matthias:
ISBN 9783862470600

Ballistische Gleichrichtung durch heiße Elektronen in Wellenleiterkreuzen. Beiträge zur Nanoelektronik Bd. 10 # Pb., 194 S., 63 Abb., 9 Tab.

SCHLAGWORTE
Ladungsträgertransport
Wellenleiter
Heterostrukturen
Vollwellengleichrichter

Der ballistische Ladungsträgertransport tritt in Strukturen auf, deren geometrischen Abmessungen unterhalb der mittleren freien Weglänge der Ladungsträger (z.B. Elektronen) des verwendeten Ausgangsmaterials liegen. In diesem Fall werden modulationsdotierten AlGaAs/GaAs Heterostrukturen mittels eines kombinierten Prozesses aus Elektronenstrahl-Lithografie und konventioneller optischer Lithografie so lateral strukturiert, dass die obige Bedingung erfüllt ist und sich sogenannte elektronische Wellenleiter ergeben. Zunächst wird das Herstellungsverfahren und die grundlegende elektrische Charaktersierung der Wellenleiter bis zum eindimensionalen Transport in sogenannten Quanten-Punkt-Kontakten erläutert. Anschließend wird gezeigt, dass bei konstantem Strom die ballistische Weglänge, mit der die Elektronen in einen als Kollektor fungierenden Wellenleiter injiziert werden, in Abhängigkeit einer dabei zu überwindenden steuerbaren Barriere moduliert werden kann. Darüber hinaus wird der Seebeck-Effekt heißer Elektronen an einem Quanten-Punkt-Kontakt für die Vollwellengleichrichtung genutzt. Die Untersuchungen bezüglich dieser Art von Gleichrichtern zeigen im Vergleich zu trägheitsballistischen Injektions-Gleichrichtern gute Transfereigenschaften. Die Ergebnisse weisen zudem darauf hin, dass in ballistischen Gleichrichtern folgende drei Effekte zu unterschiedlichen Anteilen zum Ausgangssignal beitragen: die Modenkontrolle, die Trägheitsballistik der Elektronen sowie die über Engstellen auftretende Thermospannung.

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