Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Левинштейн М.Е. -> "Эффект Ганна " -> 70

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 .. 64 65 66 67 68 69 < 70 > 71 72 73 74 75 76 .. 159 >> Следующая

становилась достаточной для возникновения многодоменного режима.
Из рис. 6.10 видно, как меняется распределение поля в образце при
различной частоте колебаний. На сравнительно низких частотах (рис.
6.10,а, где показаны зависимости Е(х) для / = 2,7 ГГц) реализуется
обычной однодоменный режим работы. На более высоких частотах (рис.
6.10,6, в) возникает многодоменный режим, характеризующийся сложным
профилем поля. Заметим, что при частоте /=14 ГГц (рис. 6.10,в) в течение
значительной части периода поле во всем образце существенно превышает
пороговое поле Et (кривая 2 рис. 6.10,в). Падение тока, наблюдающееся в
эту часть периода (см. кривую /(/) на рис. 6.10,в), связано с
отрицательным дифференциальным сопротивлением кривой v(E) *\ Из рис. 6.10
видно, что с увеличением частоты время падения и возрастания тока через
диод уменьшается.
Причины ускорения переходных процессов при многодоменном режиме можно
пояснить следующим образом. Если в образце зародилось несколько доменов,
то они будут поглощать приложенное напряжение со скоростью порядка
?ЛгАгф1 +?Лг/Тфг + ... При этом эффективное время реакции образца на
приложенное напряжение составит
---- =5:--|-- -f-.. • --, (6.21)
Тэфф ^ф! 1 1ф2 Тф \ /
т. е. уменьшится, грубо говоря, в п раз, где п - число доменов. Таким
образом,,многодоменный режим генерации может оказаться весьма эффективным
при работе на высоких частотах.
Глава 7
ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ, СВЯЗАННЫЕ С ЭФФЕКТОМ ГАННА
7.1. Модуляция света диодом Ганна
Известно несколько механизмов модуляции света диодом Ганна. В кристаллах
без центра инверсии, к которым относятся, в частности, полупроводники
типа AniBv, электрическое поле, приложенное вдоль
*> Таким образом, режим, осуществляющийся при /=14 ГГц, является
переходным по отношению к так называемому режиму ограничения накопления
объемного заряда (ОНОЗ). Этот режим будет подробно рассмотрен в гл. 9.
137
определенных кристаллографических направлений, вызывает изменение
показателя преломления за счет линейного электрооптического эффекта
(эффекта Поккельса). Изменение показателя Ап пропорционально первой
степени напряженности поля и в GaAs при Е~40 кВ/см составляет
приблизительно 10^4. Изменение показателя преломления такого порядка
легко обнаружить с помощью стандартных оптических измерений при
пересечении доменом тонкого светового пучка. Модуляция луча Не-Ne-лазера
с длиной волны 1,15 мкм за счет эффекта Поккельса в домене наблюдалась
экспериментально в работе [1].
В работе [2] был предложен другой способ наблюдения электрооптического
эффекта, состоящий в сочетании электрооптического эффекта с краевым.
Основная идея этого способа поясняется рис. 7.1. В контакте с боковой
поверхностью образца находится вещество с большой константой
электрооптического взаимодействия (например, KDP, LiNb03). В результате
краевого эффекта поле домена проникает в контактирующее с образцом
вещество. Пропустив луч света через область, в которую проникает поле,
можно наблюдать линейный элек-троонтический эффект. Такая система может
быть использована как для модуляции света, так и для исследования
распределения поля в образце (световой зонд). Простые оценки показывают,
что при поле в домене около 100 кВ/см использование кристалла КДР
толщиной порядка 0,15 см обеспечивает 100%-ную глубину модуляции при
пересечении доменом светового пучка.
Другая возможность модуляции света доменом сильного поля основана на
эффекте Франца-Келдыша. Этот эффект заключается в сдвиге края поглощения
полупроводника в сильном электрическом поле.
Коэффициент поглощения света с энергией кванта, близкой к ширине
запрещенной зоны, резко зависит от разности энергии фотона и
ширины запрещенной зоны. Если, осветив кристалл светом с энергией
квантов, равной ширине запрещенной зоны, приложить к нему сильное
электрическое поле, то поглощение света возрастает, поскольку вследствие
эффекта Франца - Келдыша край поглощения сдвигается в сторону меньших
энергий. При пересечении доменом светового пучка с длиной волны,
соответствующей ширине запрещенной зоны GaAs, наблюдалось увеличение
поглощения в образце приблизительно на 25%
[3]. Для того чтобы объяснить такую величину модуляции за счет эффекта
Франца - Келдыша, достаточно предположить, что поле в домене составляет
около 38 кВ/см. По-видимому, поле в домене, по меньшей мере, в 1,5- 2
раза сильнее, однако, как показано в работе [3],
такое расхождение может быть
объяснено погрешностями эксперимента.
Эффект Ганпа в сильнолегированном GaAs обладает рядом особен_ постен. В
частности, в спльнолегиро-вапных образцах напряженность поля в домене
настолько велика, что вызывает ударную ионизацию материала п,
следовательно, появление неравновесных электронов и дырок (§ 7.3). Дырки
в GaAs, как известно, сильно поглощают инфра-138
Рис. 7.1. Принципиальная схема наблюдения модуляции света доменом за счет
краевого электрооптического эффекта.
красное излучение с энергией фотонов порядка 0,4 эВ. Таким образом, при
Предыдущая << 1 .. 64 65 66 67 68 69 < 70 > 71 72 73 74 75 76 .. 159 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed