[PDF]    http://dx.doi.org/10.3952/lithjphys.44404

Open access article / Atviros prieigos straipsnis

Lith. J. Phys. 44, 263–266 (2004)


HOT CARRIERS IN TUNNEL DIODE
S. Ašmontasa,b, J. Gradauskasa,c, J. Paukštėb, V. Petkuna, D. Seliutaa, A. Sužiedėlisa,c, E. Širmulisa, and G. Valušisa,c
aSemiconductor Physics Institute, A. Goštauto 11, LT-01108 Vilnius, Lithuania
bKaunas University of Technology, Panevėžys Institute, Klaipėdos 3, LT-35209 Panevėžys, Lithuania
cVilnius Gediminas Technical University, Saulėtekio 11, LT-10223 Vilnius, Lithuania
E-mail: jonas@pfi.lt

Received 27 January 2004

We present the first results of experimental study of free carrier heating in a degenerate semiconductor when the carriers were excited by CO2 laser light and microwave radiation of 10 and 35 GHz. Tunnel GaAs pn diodes were used as objects under investigation. It is shown that the carrier heating reduces the dark tunnel current, while at high enough forward bias the thermo-diffusive current is responsible for the formation of the signal. The magnitude of the electromotive force arising under the microwave irradiation depends linearly on the power and increases with the decrease of the semiconductor lattice temperature. It is nearly independ of the microwave frequency.
Keywords: hot carriers, degenerate semiconductor, tunnel diode, infrared radiation, microwaves
PACS: 07.57.Kp, 73.40.Gk, 78.70.Gq


KARŠTIEJI KRŪVININKAI TUNELINIAME DIODE
S. Ašmontasa,b, J. Gradauskasa,c, J. Paukštėb, V. Petkuna, D. Seliutaa, A. Sužiedėlisa,c, E. Širmulisa, G. Valušisa,c
aPuslaidininkių fizikos institutas, Vilnius, Lietuva
bKauno technologijos universitetas, Panevėžio institutas, Panevėžys, Lietuva
cVilniaus Gedimino technikos universitetas, Vilnius, Lietuva

Pateikti pirmi laisvųjų krūvininkų kaitimo eksperimentinių tyrimų rezultatai, krūvininkus sužadinant tiek CO2 lazerio spinduliuote, tiek ir 10 bei 35 GHz dažnio mikrobagomis. Tyrimams buvo naudojami tuneliniai GaAs pn diodai. Parodyta, kad krūvininkų kaitimas silpnina tamsinę tunelinę srovę, o esant pakankamai didelei išorinei tiesioginei įtampai, matuojamąjį signalą nulemia šiluminė-difuzinė srovė. Elektrovaros, atsirandančios paveikus diodą mikrobangomis, stiprumas yra tiesiogiai proporcingas spinduliuotės galiai ir didėja, žeminant puslaidininkio kristalinės gardelės temperatūrą, tuo tarpu jis beveik nepriklauso nuo mikrobangų dažnio.


References / Nuorodos


[1] S. Ašmontas, J. Gradauskas, A. Sužiedėlis, E. Širmulis, and G. Valušis, Interaction of microwaves and infrared radiation with semiconductors: Study and applications, Lithuanian J. Phys. 40(1–3), 15–25 (2000)
[2] S. Ašmontas and A. Sužiedėlis, Hot electron thermoelectricity, J. Thermoelectricity 1, 5–26 (1997)
[3] S. Ašmontas, J. Gradauskas, D. Seliuta, A. Sužiedėlis, E. Širmulis, and G. Valušis, Application of hot-carrier thermo-electromotive force for measurement of pulsed microwave and infrared radiation, J. Thermoelectricity 4, 15–28 (1998)
[4] S.Y. Liao, Microwave Devices and Circuits, 3rd edn. (Prentice-Hall, New York, 1990)
[5] K. Seeger, Semiconductor Physics (Springer-Verlag, Wien, 1973),
http://dx.doi.org/10.1007/978-3-7091-4111-3
[6] A. Dargys and J. Kundrotas, Handbook on Physical Properties of Ge, Si, GaAs and InP (Science and Encyclopedia, Vilnius, 1994)
[7] S. Ašmontas, Electrogradient Phenomena in Semiconductors (Mokslas, Vilnius, 1984)