2021年4月21日
二极管是广泛使用的电子设备，可作为电流的单向开关。一个众所周知的例子是LED（发光二极管），但是有一类特殊的二极管，旨在利用称为“量子隧穿”现象。
它们称为谐振 - 触发二极管（RTD），它们是最快的半导体设备之一，用于无数的实际应用中，例如Terahertz带中的高频振荡器，波浪发射器，波浪探测器和逻辑门，仅需几个时间例子。RTD对光也敏感，可以用作光电电路中的光电视或光学活性元件。
量子隧道（或隧道效应）是一种用量子力学描述的现象，其中颗粒能够通过经典禁止的能量状态过渡。欧洲杯猜球平台换句话说，即使它们的动能低于屏障的势能，它们也可以逃离被潜在屏障所包围的区域。
“ RTD由两个潜在的屏障组成，这些屏障由形成量子井的层分隔。该结构夹在末端，由半导体合金形成，具有高浓度的电荷，当电荷置于RTD上时会加速。隧道效应。当通过应用电压加速电荷中的能量与量子井中的量化能级相吻合时，就会发生。随着电压的应用，通过屏障保留的电子能量增加，在特定水平上，它们是能够越过禁止的区域。但是，如果施加甚至更高的电压，电子将无法再通过，因为它们的能量超过了井中的量化能量，”巴西圣保罗州圣卡洛斯联邦大学（UFSCAR）物理系教授Marcio Daldin Teodoro说。
Teodoro是一项研究的主要研究者，该研究确定了整个应用电压范围内RTD中的电荷积累和动态。描述该研究的论文发表在应用物理审查。该研究得到了FAPESP通过四个项目的支持（13/18719-1，，，，14/19142-2，，，，14/02112-3和18/01914-0）。
“基于RTD的设备的操作取决于多个参数，例如电荷激发，积累和运输以及这些属性之间的关系，”Teodoro说。“这些设备中的电荷载体密度始终是在共振区域之前和之后确定的，但在共振区域本身中不确定，该谐振区域本身携带关键信息。我们使用了高级光谱和电子传输技术来确定整个设备中的电荷积累和动力学。隧道标志是峰值电流，然后急剧下降到取决于RTD的结构特性的特定电压。”
磁场
先前的研究使用磁电流技术测量了电载体密度与电压的函数，该技术将电流强度和磁场相关联。但是，Magneto-Transport工具可能无法表征整个操作范围内的电荷积累，并且某些电压值可能会有盲点。结果，研究人员还使用了一种称为Magneto-Electrolibymeinence的技术，该技术研究了由磁场施加的电压引起的光发射。
“磁发光使我们能够研究磁带盲点的电压带。在两种技术都可以测量电荷密度的点上，结果匹配，”该论文的第一作者Edson Rafael Cardozo de Oliveira说。“这两种实验技术证明是对整个RTD工作电压范围内电荷密度进行完整研究的补充。”
卡多佐·德·奥利维拉（Cardozo de Oliveira）在温兹堡大学技术物理系德国的三明治博士学位后，与特奥多罗（Teodoro）担任论文顾问获得了物理博士学位。他对这项研究的其他贡献包括编写用于处理实验产生的千兆字节的大量数据的软件。
“这项研究可以指导RTD的进一步研究，可能导致产生更有效的光电设备，”他说。“通过监视电荷堆积是电压的函数，可以开发具有优化电荷分布的新型RTD，以提高光电检测效率或最小化光损耗。”
由于RTD是如此复杂的结构，因此知道如何在其中分配电荷很重要。“我们现在有了更完整的RTD充电分布地图，”UFSCAR教授，论文的合着者Victor Lopez Richard说。
纸“通过谐振诱导二极管中的磁性电光光谱测定载体密度和动力学”在：journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/physrevapplied.15.014042。
资源：http://www.fapesp.br/