3重障壁構造における電界下の共鳴トンネル現象の理論解析

荒川 正和  山本 弘明  田中 覚  山田 徳史  

誌名
電子情報通信学会論文誌 C   Vol.J85-C   No.5   pp.374-383
公開日: 2002/05/01
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DOI: 
Print ISSN: 1345-2827
論文種別: 論文
専門分野: 半導体材料・デバイス
キーワード: 
非対称3重障壁構造,  共鳴トンネル現象,  トンネル透過係数,  共鳴条件,  完全共鳴,  

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あらまし: 
3重障壁構造中での共鳴トンネル現象を実際のデバイスへ応用することを想定し,バイアス電圧が印加された非対称な3重障壁構造におけるトンネル現象に関して,トンネル透過係数の理論解析式と共鳴条件を導出した.その数値解析結果より,バイアス電圧を大きくしていくに従って,いったんは減少していく共鳴スペクトルの透過ピーク値が途中から上昇に転じ,その値が 1 となるスペクトル(完全共鳴)が複数現れるという,2重以下の障壁構造では見られない興味深い現象が現れることを見出し,このときの共鳴条件について考察した.更に,3重障壁構造のトンネル透過特性が3重障壁共鳴トンネルダイオードの電圧-電流特性に与える影響についても検討した.導出された解析式を用いて3重障壁構造における共鳴バイアス電圧を決定することができ,本論文で得られた結論は3重障壁構造を用いた共鳴トンネルデバイスの設計に有用であると考えられる.