Эффект Ганна - Левинштейн М.Е.
Эффект Ганна
Автор: Левинштейн М.Е.Другие авторы: Пожела Ю.К., Шур М.С.
Издательство: М.: Советское радио
Год издания: 1975
Страницы: 288
Читать: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159
Скачать:
УДК 621.382.2
Левинштенн М. Е., Пожела Ю. К., Шур М. С. Эффект Ганна. М., "Сов. радио",
1975, 288 с.
Описаны физические основы и практическое применение эффекта Ганна -
одного из наиболее перспективных с прикладной точки зрения эффектов,
открытых за последнее десятилетие в физике полупроводников. Значительное
внимание уделено также целому ряду новых физических явлений, связанных с
эффектом Ганна, в частности объемному лазерному эффекту, генерации
ультразвука в диодах Ганна, модуляции света. Рассмотрены принципы
действия, технические характеристики -и возможности использования
многочисленных приборов на основе эффекта Ганна: генераторов и усилителей
СВЧ, аналоговых приборов, логических схем, оптоэлектроиных устройств.
Монография рассчитана на инженеров и физиков, работающих в о'бласти
полупроводниковой электроники, а также на аспирантов и студентов старших
курсов соответствующих специальностей.
Рис. 142, табл. 8, библ. 678 назв.
Редакция литературы по электронной технике
Михаил Ефимович Левинштейч Юрас Карлович Пожела Михаил Саулович Шур
ЭФФЕКТ ГАННА
Редактор М. М. Лисина Художественный редактор 3. Е. Вендрова Обложка
художника Б. Л. Николаева Технический редактор А. А. Белоус Корректор Я.
Л. Жукова Сдано в набор 29/IV-75 г. "Подписано в печать 20/VIII-75 г. Т-
13751' Формат 7'JX 100/Л6 Бумага типографская № 2 Объем 23,4 уел. п. л.,
24,469 уч.-изд. л.
Тираж 6800 Зак. 163 Цена 1 р. 88 к.
Издательство "Советское радио", Москва, Главпочтамт, а/я 693 Мооковкая
типография N° 10 Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета
Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.
Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10.
Л 046(01)-75 55-75
(§ Издательство "Советское радио" 1975 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА
Если к однородным образцам арсенида галлия (или фосфида индия) приложить
достаточно сильное электрическое поле, в них возникнут спонтанные
колебания тока. Такой эффект был обнаружен Джоном Ганном в 1963 г. Уже в
первой публикации Ганна была высказана мысль, что экспериментально
обнаруженный им эффект может найти важное практическое применение для
создания твердотельных генераторов СВЧ диапазона. Это предположение
полностью оправдалось. Уже в 1967 г. появились промышленные образцы
генераторов, работающих на основе эффекта Ганна, способные заменить
отражательные клистроны в гетеродинах приемников РЛС и ряде других
устройств. Позднее на основе эффекта Ганна были разработаны СВЧ
усилители, аналоговые и оптоэлектронные устройства, быстродействующие
логические схемы и т. д. Практическая важность эффекта привлекла к нему
внимание многих исследователей и в настоящее время эффект Ганна является,
по-видимому, наиболее изученной с физической точки зрения неустойчивостью
в полупроводниках, несмотря на то, что некоторые другие типы
неустойчивостей были обнаружены значительно раньше. При исследовании
эффекта Ганна были разработаны некоторые экспериментальные приемы и
выдвинут ряд интересных физических идей, которые оказали влияние на
исследование очень широкого круга вопросов физики полупроводников, в
особенности на изучение других типов неустойчивостей в полупроводниках и
физики горячих электронов.
Термин "эффект Ганна" в последнее время часто используется не только в
качестве названия явления спонтанного возникновения колебаний
электрического тока при перераспределении электронов между энергетически
раздвинутыми долинами в полупроводниках, но и для обозначения многих
других явлений, связанных с возникновением и движением доменов сильного
поля, волн объемного заряда и т. п. По-видимому, такое обобщение нельзя
признать рациональным. Следует также отметить, что сам эффект
возникновения неустойчивости тока при перераспределении горячих
электронов между долинами с легкой и тяжелой эффективными массами был до
замечательной экспериментальной работы Ганна теоретически предсказан
Ридли, Уоткинсом и Хилсу-мом. В связи 'с э.тим было бы более справедливо
именовать
3
этот эффект эффектом Ридли--Уоткинса-Хилсума-Ганна. Однако установившуюся
традицию использования удобного и краткого наименования поколебать
нелегко. В частности, авторы книги всюду следуют этой традиции.
К настоящему времени опубликовано более тысячи работ по эффекту Ганна. В
этих работах установлена и объяснена физическая картина эффекта,
разработаны основные принципы приборов на его основе, описаны и
исследованы такие приборы, а также изучены различные физические эффекты,
возникающие при эффекте Ганна: модуляция света, генерация света и
ультразвука, ударная ионизация в домене сильного поля, неустойчивости в
полупроводниках с двумя типами носителей и т. д. Ряд этих вопросов уже
отражен в монографиях и обзорной литературе. Однако все предыдущие
монографии рассматривают сколько-нибудь подробно только отдельные аспекты
эффекта Ганна. Так, в монографии Дж. Кэррола "СВЧ - генераторы на горячих
электронах" ("Мир", 1972) обсуждаются в основном лишь вопросы,
