Исследование квазибаллистического транспорта электронов в терагерцовых диодах на основе GaAs/AlAs сверхрешеток

Целью исследования являлось построение физико-топологических моделей и проведение экспериментальных исследований транспорта электронов в терагерцовых диодах на основе GaAs/AlAs сверхрешеток (СР). Исследованы процессы квазибаллистического транспорта носителей заряда в указанных диодах: 1) при комнатной температуре; 2) при нагреве протекающим током; 3) после облучения нейтронами и сопутствующим гамма-излучением.Разработан комплекс методов на основе квазигидродинамического приближения и метода Монте-Карло для расчета параметров СР диодов, позволяющий учитывать сопротивление переходных слоев, нагрев диодов протекающим током и влияние радиационного воздействия. Практически значимо, что разработана компьютерная программа для проведения моделирования транспорта электронов в исследуемых диодах. Теоретически и экспериментально было показано, что диоды на основе малопериодных (≤ 6) СР, обладают рекордной частотой автогенерации 200-250 ГГц в режиме «разрыва» минизоны. Разработан стенд для измерений импульсных вольт-амперных характеристик (ВАХ), с помощью которого измерены параметры первого и второго экстремумов на ВАХ диодов на основе СР и проведено их сопоставление с характерными параметрами, реализуемыми при работе диодов в терагерцовом (ТГц) измерительном стенде, что позволило исследовать работу диодов в режиме «разрыва» минизоны. Результаты экспериментальных и теоретических исследований распределения температуры в структурах исследуемых диодов позволили зарегистрировать изменение отрицательной дифференциальной проводимости до 3 раз. Практически значимо, что экспериментальные и теоретические результаты исследований позволили определить уровни радиационной стойкости к гамма- и гамма-нейтронному облучению диодов на GaAs/AlAs сверхрешетках (до 1015 см-2, 107 рад) и планарных GaAs диодов Ганна (до 1014 см-2, 106 рад). Представленные результаты могут быть использованы при создании и проектировании полупроводниковых диодов терагерцового диапазона.