Періодичні видання СумДУ
Permanent URI for this communityhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/69
Browse
Search Results
Item Generation of Electromagnetic Oscillations of Submillimeter Range by GazIn1 – zAs Diodes Using Impact Ionization(Sumy State University, 2019) Botsula, O.V.; Prykhodko, К.H.Розвиток міліметрового і терагерцового діапазонів хвиль є одним з головних завдань сучасних високочастотних електронних приладів. Проте, немає активних елементів, які можуть працювати в цих діапазонах. Пристрої з переносом електронів (ППЕ) все ще залишаються більш поширеними компактними джерелами електромагнітних хвиль. Але ефективність коливань ППЕ, що працюють у субміліметровому діапазоні хвиль, невелика, і в більшості випадків генерація стає неможливою. Труднощі отримання максимальних частот в основному визначаються часом переходу електрона від верхньої долини до нижньої. Метою роботи є дослідження зменшення часу переходу електрона шляхом використання міжзонної ударної іонізації. У роботі розглянуто перенесення заряду в діодах зі змінною шириною забороненої зони на основі InzGa1 – zAs з довжиною активної області 0.64 мкм. Концентрація домішки в активній області n-типу становила 1016-8∙1016 см – 3. Метод Монте Карло для моделювання поведінки ансамблю частинок застосовується для опису динаміки носіїв заряду в пристрої. При цьому враховуються триполосні зони провідності і смуги важких отворів ГV1. Показано можливість використання локалізованої ударної іонізації як механізму енергетичної релаксації. Продемонстровано взаємозв'язок між кількістю актів ударної іонізації та зменшенням кількості електронів у верхніх долинах. Розраховано ефективність коливань діодів. Показано, що ударна іонізація може призвести до збільшення максимальної частоти генерації. Запропонований спосіб удосконалення частотних властивостей за рахунок модифікації транспорту електронів поблизу анодного контакту може бути застосований до коротких структур і дає можливість отримати максимальні частоти генерації.Item InGaAs-based Graded Gap Active Elements with Static Cathode Domain for Terahertz Range(Sumy State University, 2019) Botsula, O.V.; Prykhodko, K.H.; Zozulia, V.A.Terahertz radiometric systems, two-dimensional visualization systems, terahertz tomography and spectroscopy, etc. need noise sources at frequencies above 100 GHz. Frequency capabilities of commonly used elements are limited. Diodes with a static cathode domain or DCSD are known to be noise sources in mentioned ranges as well. Due to low doping, DCSD can be considered as perspective active elements for an ultra-high frequency application. The paper describes InGaAs-based graded-gap active diode elements with a static cathode domain. They have structure of n+-n–-n-n+ types and length about 1 m, where n– is a low doping level region with 0.3-0.5 m thick. Diodes are considered to be active elements for both generating noise and electromagnetic current oscillations. The working principle of diodes is impact ionization in static domain of a strong electric field in cathode. The results of modeling by using the ensemble Monte Carlo method are presented. Possibility of noise generation in the range from 100 to 500 GHz is shown. Power spectral density of noise was determined in important specific areas of the electromagnetic spectrum which corresponds to atmospheric windows. The influence of doping levels and gallium fraction on GaInAs region of cathode contact is considered. Current oscillations generation in the range of 100-200 GHz is found. The estimations of generation efficiency are given. Maximum efficiency corresponds to a frequency of about 130 GHz and its value of 1-2 % is obtained. Frequency oscillation limit of the diode exceeds 180 GHz. Considered regime is similar to limit space charge accumulation mode.