Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Левинштейн М.Е. -> "Эффект Ганна " -> 48

Эффект Ганна - Левинштейн М.Е.

Левинштейн М.Е., Пожела Ю.К., Шур М.С. Эффект Ганна — М.: Советское радио, 1975. — 288 c.
Скачать (прямая ссылка): effektganna1975.djvu
Предыдущая << 1 .. 42 43 44 45 46 47 < 48 > 49 50 51 52 53 54 .. 159 >> Следующая

значительны и связаны, по-видимому, с недостатками использованного метода
расчета.
7* 99
а
Рис. 5.4. Зависимость сферически симметричной части функции распреде-ния
электронов в (ООО) долине от энергии при Е=18 кВ!см (а) и зависимость
средней энергии электронов в нижней (ООО) долине <§ от поля Ео (б).
венно отличаться от поля, соответствующего максимуму кривой v(E). в
магнитном поле. Действительно, при L!d0~> 1 электроны вдали от контактов
движутся параллельно электрическому полю. Поэтому магнитное поле
практически не изменяет сопротивления образца в целом.
Вблизи контактов, однако, из-за их закорачивающего действия по отношению
к холловскому полю имеется узкая область, где линии тока при наличии
магнитного поля искривлены (рис. 5.1,а). Эти короткие участки образца
обладают таким же геометрическим магнетосопротивле-нием, как и короткие
ганновские образцы с L/do^l, в которых холлов-ское поле равно нулю. Их
удельное сопротивление повышается с ростом магнитного поля приблизительно
в [1+)(|j,2iB2/c2)] раз (5.2). Благодаря малой протяженности эти
приконтактные области существенно не влияют на полное сопротивление
образца.
Однако в присутствии магнитного поля электрическое поле в при-контактных
областях будет больше, чем в объеме образца. Таким образом, даже если
среднее по образцу поле E0=U/L меньше, чем поле Et, соответствующее
максимуму кривой v(E), поле в районе катода может стать больше чем Et.
При этом в прикатодной области сформируется домен, т. е. начнется
ганновская генерация *>. Именно поэтому при Lido'll пороговое поле
ганновской генерации с ростом магнитного поля уменьшается. Сказанное
можно проиллюстрировать с помощью модели, которая уже использовалась для
случая L/do^l. Будем по-прежнему считать, что пороговое поле,
соответствующее началу падающего участка на кривой j(E), будет
достигнуто, когда средняя энергия, получаемая одним электроном от поля,
составит определенную часть энергетического зазора между долинами Д
(5.3).
В соответствии со сказанным, при L/do^l удельное сопротивление в области,
где зарождается домен, в [1 + (juB/c)2] раз больше, чем в остальном
объеме образца. Соответственно во столько же раз выше и напряженность
поля в этой области. Обозначив через Etm среднее по всему образцу
значение порогового поля и через jtm значение порогового тока при наличии
магнитного поля, условие (5.3) можно записать
в виде
Откуда
IfB2^tB2
qn0
+ 0^)2Ь= *'Е\В2^ [l + (")2] = "Д- (5-7>
F
tB2'
и
Et
[1 + (р..?/сН1/2
и
(5.8}
[1 + [^B/cV]1'2
Выражения (5.8) согласуются с экспериментальными данными {8, 9]**)..
В работе [10] исследовалось влияние магнитного поля на ганновские
колебания при условии, когда поле в домене достаточно велико для того,
чтобы вызвать эффективную генерацию электронно-дырочных пар и увеличение
среднего тока, протекающего через образец. Поперечное магнитное поле в
таких условиях уменьшает средний ток. Это может быть связано с тем, что
под действием магнитного поля но-
*) Напомним (§ 1.2), что порог исчезновения домена меньше, чем порог его
возникновения. Поэтому, зародившись в районе катода и попав в область,
где ?<?<". домен, не рассасываясь, будет продолжать двигаться к аноду.
**> Заметим, что выражения (5.8) справедливы лишь при EtB2>Ermm.
100
сители обоих знаков направляются к боковой поверхности образца, где время
их жизни значительно меньше за счет поверхностной рекомбинации. При той
же скорости генерации пар в домене среднее число носителей, таким
образом, уменьшается. Этим же эффектор объясняется уменьшение времени
рекомбинации избыточных носителей в магнитном поле '[И].
5.2. Влияние давления
Как уже указывалось в гл. 1, всестороннее давление уменьшает величину
междолинного энергетического зазора Д (см. приложение 1). Поэтому с
ростом давления пороговое поле Et сначала падает, а затем, когда величина
А ло порядку величины становится равной kT, резко возрастает (ем. рис.
1.4). При дальнейшем повышении давления эффект Ганна исчезает, поскольку
уже в отсутствие поля все электроны находятся в долине тяжелых электронов
<il00> Во '2-й и 3-й гл. упоминалось о том, что зависимость подвижности
электронов в верхней <Ш0> долине от поля представляет с точки зрения
эффекта Ганна значительный интерес, поскольку она определяет ход кривой v
(Е) в однородном образце при очень сильных полях. В обычных условиях
измерить эту зависимость весьма трудно. Однако есть основания полагать,
что в условиях сильного всестороннего сжатия образца такая зависимость
может быть определена. : ,,
Рис. 5 7. Зависимость нормализованного удельного сопротивления
эпитаксиального п-GaAs от давления \12\. При нулевом давлении ро-0,42 Ом
¦ см, fit = = 7500 см21В ¦ с.
На рис. 5.5 показана зависимость нормализованного удельного сойротив-
ления GaAs от величины всестороннего давления fl'2]. До тех пор, пока А
остается .много больше, чем тепловая энергия электронов, что
соответствует давлениям, меньшим 28 кбар, удельное сопротивление GaAs
Предыдущая << 1 .. 42 43 44 45 46 47 < 48 > 49 50 51 52 53 54 .. 159 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed