Quá trình động học trong linh kiện bán dẫn kích thước nano là một chủ đề luôn thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên cứu, trong điều kiện kích thước bé cỡ vài trăm nano mét thì thời gian chuyển động của điện tử là khá ngắn. Các hành vi động học của các điện tử trong linh kiện bán dẫn quan sát được phụ thuộc vào điều kiện và phương pháp nghiên cứu, hiển nhiên, việc nắm rõ các hành vi động học giúp chúng ta có thể thiết kế, cải tiến và nâng cao hiệu suất sử dụng linh kiện. Thông thường, các quan sát chuyển động của điện tử dưới ảnh hưởng của điện trường ngoài mạnh thì trong thời gian ngắn (dưới 150 fs) được xem là chuyển động đạn đạo, sau đó vận tốc tiếp tục tăng không tuyến tính lên đến giá trị cực đại rồi giảm về giá trị cực tiểu gọi là hiện tượng vượt quá vận tốc. Hiện tượng này được giải thích trên nhiều mô hình và phương pháp khác nhau như động học Boltzman, mô hình động học bán cổ điển. Các nghiên cứu thường chỉ ra rằng, hành vi động học đạn đạo và vượt quá vận tốc có nguồn gốc từ điện trường ngoài cao tác dụng vào linh kiện. Gần đây, bằng phương pháp mô phỏng EMC các tác giả The N. P. và cộng sự chỉ ra rằng, hành vi vượt quá vận tốc trong linh kiện diode bán dẫn GaAs có cấu trúc pin có nguồn gốc từ điện trường nội tại do chênh lệch nồng độ hạt tải kích thích gây ra. Trong trường hợp không có điện trường ngoài thì vận tốc biến động tắt dần theo thời gian. Bằng phương pháp đó, họ tiến hành khảo sát được sự phục hồi vận tốc sau mỗi chu kỳ phụ thuộc chủ yếu nồng độ hạt tải kích thích.
Trong một hệ dao động xác định, tùy thuộc vào hệ số tắt dần mà biến động có thể là dưới tắt dần, tới hạn tắt dần hay vượt quá tắt dần. Từ cơ sở đó chúng tôi cho rằng, sẽ tồn tại các trạng thái vận tốc như trên dưới ảnh hưởng của lực điện trường bên ngoài tác động vào linh kiện. Vì vậy, bài báo này tiếp tục khảo sát các trạng thái vận tốc trôi dạt của điện tử dưới ảnh hưởng của điện trường ngoài trên các mẫu bán dẫn GaAs và InP có cấu trúc pin với kích thước bán dẫn thuần 400 nm đặt giữa hai đầu là hai lớp bán dẫn loại p và n có kích thước cỡ 20nm. Nồng độ hạt tải kích thích được chọn để khảo sát là 1018 cm-3. Các kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, khi không có điện trường ngoài thì vận tốc hạt tải biến động tắt dần, khi có điện trường ngoài tác dụng vào thì tắt dần sẽ nhanh hơn và khi điện trường tăng đến một giá trị tới hạn thì vận tốc chuyển sang trạng thái tắt dần tới hạn. Tùy theo các giá trị kích thước và nồng độ hạt tải khác nhau thì điện trường tới hạn cũng khác nhau. Để thực hiện điều này, chúng tôi tiến hành khảo sát Hiệu điện thế đặt vào từ hai đầu sao cho điện trường có chiều từ bán dẫn p đến bán dẫn n.
» Tin mới nhất:
» Các tin khác: