半导体异质结构中的谷间电子转移效应

本文使用单带双谷理论研究了GaAs/AlGaAs异质结构中的谷间电子转移效应。计入每一异质结界面上的能带交错,谷间耦合和电场的贡献,导出了计算异质结构隧穿概率和隧道电流的公式。以GaAs/AlGaAs异质结构为例,算出不同结构、不同合金组分比及不同电压下的隧穿概率和隧道电流。讨论了异质结界面、势阱和势垒材料的能带结构以及外加电压对谷间电子转移效应的影响。算得的隧道电流同实验结果相符合,证实了这一理论在研究多能谷系统中的适用性。在此基础上进一步分析了这一谷间电子转移效应与熟知的Gunn效应间的区别,并讨论了它在半导体器件设计中的应用。