ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ШУМОВ ТУННЕЛИРОВАНИЯ В ТУННЕЛЬНЫХ ДИОДАХ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ
Данная работа посвящена теоретическому исследованию шумовых характеристик туннельных диодов в условиях высокочастотного электромагнитного поля. Флуктуации туннельного тока рассматриваются в рамках квантовомеханического подхода, при этом показано, что в идеальном случае спектральная плотность shot noise описывается соотношением S=2qI и имеет характер «белого шума», не зависящего от частоты. Однако в реальных структурах шумовой спектр усложняется за счёт наличия низкочастотного 1/f шума, обусловленного ловушечными состояниями и дефектами интерфейса. Вероятность туннелирования описывается в приближении ВКБ с учётом влияния внутреннего электрического поля через эффект Франца–Келдыша. Показано, что увеличение электрического поля приводит к сужению потенциального барьера и экспоненциальному росту вероятности туннелирования. Туннельный ток и шумовые характеристики анализируются на основе формализма Цу–Эсаки, позволяющего учитывать энергетический спектр, плотность состояний и функции распределения носителей.
1. Yang X., Wang L., Chen Z., et al. Experimental demonstration of band-to-band tunneling in GeSn TFETs // Journal of Applied Physics. – 2020. – Vol. 128. – No. 4. – P. 044502.
2. Liu Y., Zhang H., Li Q., et al. High current density and negative differential resistance in GeSn Esaki diodes at room temperature // Applied Physics Letters. – 2021. – Vol. 119. – No. 12. – P. 123501.
3. Krishnamoorthy S., Nath D.N., Rajan S., et al. High current density GaN/AlN resonant tunneling diodes // IEEE Electron Device Letters. – 2018. – Vol. 39. – No. 7. – P. 1020–1023.
4. Feiginov M., Sydlo C., Cojocari O., et al. Resonant tunneling diode oscillators operating at terahertz frequencies // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. – 2019. – Vol. 9. – No. 3. – P. 330–337.
5. Weng Q., Liu H., Wang J., et al. Magnetotransport and shot noise in double-barrier resonant tunneling diodes // Physical Review B. – 2017. – Vol. 96. – No. 8. – P. 085302.
6. Li H., Zhou Y., Chen D., et al. Shot noise enhancement in resonant tunneling diodes under magnetic field // Journal of Applied Physics. – 2018. – Vol. 124. – No. 16. – P. 164503.
7. Song J., Tsui D.C., et al. Landau levels and magnetotunneling spectroscopy in InAs/AlSb resonant tunneling diodes // Physical Review Letters. – 2016. – Vol. 117. – No. 3. – P. 036802.
8. Safonov S.S., et al. Shot noise suppression in resonant tunneling diodes // Semiconductor Science and Technology. – 2015. – Vol. 30. – No. 10. – P. 105012. 9. Chen L., Xu M., Zhang Y., et al. Magnetic field effects on resonant tunneling in InGaAs devices // Applied Physics Letters. – 2019. – Vol. 115. – No. 5. – P. 052101
Copyright (c) 2026 «ВЕСТНИК НУУз»
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-ShareAlike» («Атрибуция — Некоммерческое использование — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.
.jpg)
2.png)
