Разработан первый в мире резонансный туннельный диод (RTD), работающий при комнатной температуре
Исследователи из Нагойского университета в Японии успешно разработали резонансный туннельный диод (RTD), который работает при комнатной температуре и полностью изготовлен из полупроводниковых материалов группы IV.
Одним из перспективных решений является беспроводная связь с использованием терагерцовых— электромагнитных волн, которые колеблются с частотой в триллион раз в секунду, обеспечивая сверхскоростную передачу данных. Однако для практического применения этой технологии в потребительских целях необходимо решить множество технических проблем.
Важнейшим компонентом для реализации терагерцовой связи является RTD. Это квантовое устройство работает за счёт отрицательного дифференциального сопротивления — нелогичного на первый взгляд свойства, при котором увеличение напряжения фактически приводит к уменьшению силы тока. В правильно спроектированной схеме это свойство позволяет диодам поддерживать высокочастотные колебания, которые в противном случае затухали бы из-за электрических потерь.
Секрет RTD заключается в его двухбарьерной структуре, в которой электроны или дырки туннелируют через слои различных полупроводниковых материалов, каждый толщиной всего в несколько атомов. Эти слои в основном созданы из материалов III-V группы на основе InGaAs, которые включают токсичные и редкие элементы, такие как индий и мышьяк.
Исследовательская группа совершила прорыв, добавив газообразный водород в процесс формирования слоя. Они протестировали три различных сценария:
- подача газообразного водорода как в два, так и в три слоя GeSiSn
- без использования газообразного водорода
- газообразный водород поступает только в три слоя GeSn.
В последнем сценарии газообразный водород ограничивал рост островков и перемешивание между слоями, в результате чего получалась гладкая и упорядоченная структура с двойным барьером
«При наличии дефектов в слоях электроны могут туннелировать по этим более простым маршрутам, что приводит к утечке тока. Этот ток утечки необходимо уменьшить, чтобы возникло отрицательное дифференциальное сопротивление — ключевое свойство RTD» — считают исследователи.
Сообщение Разработан первый в мире резонансный туннельный диод (RTD), работающий при комнатной температуре появились сначала на Время электроники.