Эффект Ганна - Левинштейн М.Е.
Скачать (прямая ссылка):
центрацйей носителей и вилавными кон- максимального поля в домене также
тактами In-Au. В таких образцах пе- была приближенно равна 2-101 В/см
реключения не обнаруживалось. С уве- (рис. 6.3,6).
личением приложенного 'напряжения ток В работе [10] отмечается,
что оцен-
в них возрастал суперлинейно. При не- ка максимального поля в
гарианодных
котором напряжении (от 25 до 70 В областях из-за сравнительно низкой раз-
для образцов длиной 60 мкм) ток на- решающей способности зонда дает,
зоз-
чинал еще более резко возрастать с уве- можно, сильно заниженные
результаты,
личением смещения. При этом с помощью Не исключено, что в
действительности
зонда было обнаружено появление у ано- максимальное поле порядка 103
В/ом
да области сильного поля (рис. 6.3). и наблюдаемые явления объясняются
По данным измерений в слабом поле генерацией электронно-дырочных
пар
(U-Б В) видно, что концентрация в области сильного поля.
6-1.4. Влияние неоднородностей
Еще з работе [1] Ганн высказал Если в образце имеется неоднород-
лредположение о том, что при наличии ноеть с сильно повышенной
концентра-
в образце большой неоднородности на цией электронов, напряженность
поля
ней может зарождаться домен. Позднее в области этой неоднородности
может
справедливость этого предположения упасть до значения'
недостаточного
была подтверждена экспериментально для поддержания стабильного
домена,
как самим Ганном [11], так и целым ря- В этом случае домен рассасывается
на
дом других работ [8, 12, 13]. Как пра- такой неоднородности, не доходя
да
вило, домен зарождается на иеодно- анода *>.
родности с удельным сопротивлением, Если изменения проводимости з об-
болыпим, чем среднее по образцу. Если ласти неоднородности не слишком
ве-
в образце имеется несколько неодно- -----------------------
родностей, которые могут служить цент- *> В экспериментах по созданию
обрами зарождения, то домен может слу- части повышенной проводимости
светом
чайным образом зарождатыся то на од- (§ 5.4) для гашения домена
оказывалось
ной, то на другой неоднородности. Ко- аеобходимым увеличение
проводимости
лебания тока в этом случае будут не- а области неоднородности примерно
когерентными [11]. з два раза.
122
Рис. 6.4. Зависимости тока в образце от времени [14].
лики, то, как указывалось в гл. 1, зависимость плотности тока от времени
воспроизводит в определенном масштабе профиль проводимости в области
неоднородностей (1Л4). Рассмотрим в качестве примера результаты [14].
Кривая 1 рис. 6.4 (показывает зависимость тока от времени в одном из
исследованных з [14] образцов. Пики тока соответствуют исчезновению у
анода старого и зарождению у катода нового домена. Кривая 2 получена в
условиях, когда на поверхность образца, приблизительно посередине между
контактами, "анесена (испарением в вакууме) тонкая медная полоска. (Длина
образца составляла 1 мм, ширина полоски - несколько десятков микрон.) На
этой кривой имеется дополнительный всплеск тока, возникающий при
прохождении домена через область, покрытую медью.
Кривая 3 рис. 6.4 показывает зависимость тока от времени в том же образце
после десятим-инутного прогрева его в вакууме при температуре 350 °С и
удаления остатков меди с поверхности травлением. При нагревании медь
диффундирует в глубь GaAs и, будучи акцептором, частично компенсирует
донор-ную примесь. Теперь в том месте, где продиффуядировала медь,
концентрация электронов оказывается пониженной. На кривой 3 ясно видно
понижение тока в тот момент, когда домен проходит через область с
пониженной концентрацией.
Заметим, что возможность управлять зависимостью тока от времени
представляет значительный интерес С точки зрения создания аналоговых
приборов.
Если приложенное к образцу напряжение возрастает очень быстро, то наличие
в образце даже небольших неоднородностей способствует одновременному
зарождению в образце нескольких доменов. Резкое увеличение напряжения
может иметь место при подаче на диод ихгнульса напряжения с крутым
передним фронтом -или при работе диода в резонансной цепи на высоких
частотах, когда помимо постоянного напряжения смещения к образцу
приложено переменное напряжение большой амплитуды на частоте резонанса.
На возможность возникновения в таких условиях многодомеяиого режима
впервые указал Кремер [15]. Возникновение нескольких доменов наблюдалось
экспериментально [16]. Подавая на образец импульсы с крутым передним
фронтом, авторы с помощью резистивного зонда наблюдали в течение первого
пролетного цикла несколько доменов во всех исследованных образцах. В
большинстве образцов после двухтрех периодов пролета оставался только
один домен, и устанавливался обычный режим однодоменной генерации. В
некоторых образцах, в которых, по-видимому, содержались значительные
неоднородности, несколько доменов продолжали существовать и по истечения
этого времени.
Более подробно условия возникновения в образце нескольких доменов были
исследованы в [13] с помощью емкостного зонда. Почти во всех образцах,
