Интересные физические явления в твердых телах (п/п) .

Эффект Ганна (1963 г.) в п/п на примере GaAs.

В большинстве п/п структур наблюдается постоянство проводимости и подвижности носителей заряда, а так же предполагается линейная зависимость плотности тока j и скорости дрейфа v от напряженности поля Е:

и

.

Для некоторых п/п веществ, например GaAs, энергетические характеристики кристалла могут меняться. Физики говорят о наличии 'нижней (основной) глубины долины' где µ _i = 5000 см²/(в с) m_i=0.07m₀ от Е=0 и 'верхней долины' плоской, где µ ₂ = 100 см²/(в с) m_{2 эфф}⁼1.2m₀ от E>E_const при разности их энергетических уровней W=0,36эB при этом δW<∆W.

Тогда существует интервал перехода с одной зависимости к другой. Ганн обнаружил это явление, объяснив наличие падающего участка характеристики: 'отрицательная проводимость (сопротивление) ∆Е увеличивается ∆;j уменьшается:

Практическое значение эффекта Ганна - использование падающего участка ВАХ в генераторах и усилителях СВЧ. Для получения такой ВАХ надо выполнить ряд условий (t стремится к t_min, m_1эфф<< m_2эфф ) Тогда приведет к образованию 'домена', идущего от катода к аноду. После достижения им анода катод эмитирует следующий домен и т. д. Таким образом происходит процесс тунеллирования в диодах Ганна.