Резонансно-туннельные гетероструктуры и приборы на их основе.
FLR1 - Удержать элемент 2 секунды. - Поддерживающий партнер лежит на полу. Партнер, которого удерживают, находится в любом положении. Он должен быть поднят от пола минимум на расстояние выпрямленной руки. FLR2 - Удержать элемент 2 секунды. - Балансовая поддержка, которая не может быть исполнена без одного из партнеров. - Оба партнера касаются пола. FLR3 - Удержать элемент 2 секунды. - Балансовая поддержка, которая не может быть исполнена без одного из партнеров. - Один из партнеров касается пола. FLR4 - Удержать элемент 2 секунды. - Поддерживающий партнер стоит на полу. - Партнер, которого удерживают, должен быть поднят с позиции на полу без помощи пилона. - Верхний корпус (выше бедер) поддерживаемого партнера должен быть поднят над головой. Семинар 2. Краткая характеристика основных разделов наноэлектроники.
В настоящее время в состав наноэлектроники принято включать (Technology Roadmap for Nanoelectronics, 2001) следующие направления, основанные на специальных физических эффектах и явлениях: 1. Одноэлектроника (Single electronics). Данное направление основывается на физическом явлении кулоновской блокады туннелирования (Рис 1), когда перенос заряда через туннельный переход малой емкости носит дискретный характер (по одному электрону) и возможен только при превышении напряжения на переходе некоторого критического значения.
Рис 1. ВАХ туннельного перехода в режиме кулоновской блокады.
Сверхпроводниковая электроника. В сверхпроводниковых приборах используются, в основном, два ярких квантовых эффекта – квантование потока в замкнутом сверхпроводящем контуре и эффект Джозефсона в туннельном контакте двух сверхпроводников. Эти эффекты, а также их различные сочетания позволили создать большое многообразие как аналоговых (датчики магнитного поля, стандарты напряжения), так и цифровых (цифровые интегральные схемы) приборов. Сверхпроводящие устройства рассматриваются также как перспективная элементная база квантовых компьютеров.
Резонансно-туннельные гетероструктуры и приборы на их основе. Явление резонансного туннелирования частиц можно представить как квантовомеханический аналог прохождения света через интерферометр Фабри-Перо. Из квантовой механики известно, что вероятность перехода электрона E через потенциальный барьер высотой U0, которая выражается через коэффициент прозрачности
Зависимость тока, который определяется интегралом по энергии от скорости умноженной на коэффициент прозрачности, от напряжения, изменяющего энергию налетающих частиц относительно высоты барьера, также представляет собой функцию с максимумом. Такая вольт-амперная характеристика (ВАХ) называется N-образной и характеризуется наличием области отрицательного дифференциального проводимости, когда
|
, представляет собой монотонно растущую функцию энергии, которая всегда меньше единицы при E<U0. Для двухбарьерной системы (см. рис. ниже) ситуация изменяется качественно. При некоторой энергии E0 имеет место резонанс с максимумом коэффициента прозрачности как функции энергии. Для симметричных барьеров величина коэффициента прозрачности в максимуме строго равна единице. При дальнейшем повышении энергии от резонанса прозрачность сначала падает, а потом возрастает аналогично случаю с одним барьером.
. Резонансно-туннельная структура, включенная в электрическую цепь, представляет собой двухполюсный прибор – резонансно-туннельный диод (РТД). РТД отличаются исключительно высоким быстродействием. Кроме того, существенная нелинейность ВАХ РТД позволяет с его помощью создавать электрические схемы, выполняющие те же функции, что транзисторные схемы, содержащие гораздо больше элементов. В настоящее время наиболее отработанными технологиями получения резонансно-туннельных структур служат технологии молекулярно-пучковой и газовой эпитаксии полупроводниковых гетероструктур.
