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GaN转移电子器件的性能与基本设计
  • ISSN号:1674-4926
  • 期刊名称:《半导体学报:英文版》
  • 时间:0
  • 分类:TN385[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]南京大学物理学系,江苏省光电信息功能材料重点实验室,南京210093, [2]南京电子器件研究所单片集成电路与模块国家重点实验室,南京210016
  • 相关基金:国家重点基础研究发展规划(批准号:2006CB921803),国家自然科学基金(批准号:60721063),单片集成电路与模块国家重点实验室基金(批准号:9140C1401010701)以及教育部新世纪优秀人才支持计划(批准号:NCET-07-0417)资助项目
中文摘要:

基于GaN转移电子器件最基本的工作模式——畴渡越时间模式,计算了GaN转移电子器件的理想最高振荡频率,得到该类型微波转移电子器件的最高振荡频率可达4.7THz,接近GaAs转移电子器件最高振荡频率(0.6THz)的8倍.从理论上计算出GaN转移电子器件的理想最大输出功率,结果表明GaN转移电子器件在功率输出方面具有很大优势.最后还讨论了GaN转移电子器件在畴渡越时间模式下,能够产生稳定Gunn振荡的两个基本条件,即电子浓度N与器件有源区长度L乘积要大于该器件的设计标准((NL)。=6.3×10^12cm^-2)及有源区的掺杂浓度N要小于临界掺杂浓度Ncrit(3.2×10^17cm^-3).本工作揭示出GaN转移电子器件在高频率和大功率输出方面都具有重要优势,作为大功率THz微波信号源将具有广阔的应用前景.

英文摘要:

Based on the basic transit-time domain operation mode of TEDs,we first calculated the ideal maximum oscillation frequency of GaN-based transferred-electron devices (TEDs) ,which can be as high as 4.7THz. This value is nearly 8 times as high as that of GaAs-based TEDs, which is about 0.6 THz. Next,we calculated the maximum output power of GaN-based TEDs indicating that GaN- based TEDs are promising for high microwave power applications. We also discussed the two critical conditions in GaN-based design for generating stable Gunn oscillations in transit-time domain mode. Our calculation indicates that the product of electron concentration and the length of active layer should be higher than a critical value of 6.3 × 10^12 cm^-2 ; and the doping lever of the active layer has to be smaller than a critical level of 3.2 × 10^17 cm^-3. This study suggests that GaN-based TEDs have significant advantages for high-frequency and high-power microwave generation,which are perspective for high-power THz signal source applications.

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期刊信息
  • 《半导体学报:英文版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国电子学会 中国科学院半导体研究所
  • 主编:李树深
  • 地址:北京912信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:cjs@semi.ac.cn
  • 电话:010-82304277
  • 国际标准刊号:ISSN:1674-4926
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5781/TN
  • 邮发代号:2-184
  • 获奖情况:
  • 90年获中科院优秀期刊二等奖,92年获国家科委、中共中央宣传部和国家新闻出版署...,97年国家科委、中共中央中宣传部和国家新出版署三等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
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