中文摘要：

半导体弱耦合超晶格是一个理想的多自由度动态非线性系统。由于晶格周期、调制掺杂、晶格界面态等涨落因素的存在，它可以产生频谱较宽的混沌振荡。这种物理现象可以应用在高速真随机数发生器中。我们拟开展材料设计和生长、器件制作和分析测试、随机数提取和优化等工作，通过使用GaAs/AlGaAs材料代替GaAs/AlAs超晶格等原始创新手段，解决抑制热激发载流子，提高量子限制；增加超晶格自由度，缩短电子隧穿时间；选取合理的随机数提取方法，充分利用自发混沌特性产生高速高质随机数等关键科学问题，深入理解半导体超晶格的自发混沌振荡机制，实现弱耦合超晶格在室温环境下的自发混沌振荡，研制出室温工作的超晶格真随机数发生器。带宽达到4 GHz以上，随机数序列输出速率达1 Gbit/s以上,将现有真随机数发生器的速度提高两个数量级。随机数能够通过NIST, Diehard等通用统计标准检验。