Numer: 05/2023 Str. 145
Autorzy: Shamil Hussein , Khalid Mohammed :
Tytuł: Fizyczne modelowanie diod z asymetryczną warstwą tunelu dystansowego studni kwantowej dp zastosowań o wysokiej częstotliwości
Streszczenie: W niniejszej pracy przeprowadzono symulację pełnego opisu modeli fizycznych nowatorskich diod kwantowo-dołkowoasymetrycznych z przekładką tunelową (QW-ASPAT) i porównano je z konwencjonalnymi diodami GaAs/AlAs i InGaAs/AlAs ASPAT. W niniejszej pracy zbadano konstrukcję i analizę diod ASPAT wykorzystaniem modelowania numerycznego w programie SILVACO ATLAS. Za pomocą stworzonego modelu SILVACO oceniono wpływ różnych projektów konstrukcji na cztery kluczowe parametry: rezystancję złącza (Rj), współczynnik krzywizny (Kv), pojemność złącza (Cj) i rezystancję szeregową (Rs) przy detekcji zerowej polaryzacji. Skutki zmiany bariery AlAs i grubości warstw studni kwantowej zostały dokładnie zbadane. Uwzględniono wielkość obszaru mesy urządzeń ASPAT i jej wpływ na charakterystyki DC i RF przy zerowym napięciu zasilania. Wprowadzenie warstwy zagłębienia dla struktury InGaAs do warstwy barierowej umożliwiło wzrost Kv przy jednoczesnym utrzymaniu niskiego (Rj). Zaproponowano więc urządzenia QW-ASPAT i porównano je ze standardowymi diodami ASPAT. Stwierdzono, że wyekstrahowany (Kv) wzrasta z 13V-1 do 32,5V-1 dla struktury GaAs oraz z 12,6V-1 do 33V-1 dla In0,53Ga0,47As ASPAT przy zerowej polaryzacji. Również częstotliwości odcięcia QW-ASPAT o rozmiarze mesy 4x4 μm2 są zgłaszane odpowiednio na około 143GHz 303GHz dla obu struktur. Niniejsza praca ma pomóc naukowcom pracującym nad urządzeniami ASPAT, w tym pomocne prognozy dotyczące optymalnych parametrów projektowych w celu maksymalizacji wydajności urządzeń mikrofalowych stosowanych w implantowanych zastosowaniach medycznych.
Słowa kluczowe: Tunelowanie kwantowe, diody ASPAT, atlas SILVACO i detektory wysokiej częstotliwości.