Verlag des Forschungszentrums Jülich

JUEL-3432
Griebel, Martin
Transportuntersuchungen an resonanten Tunneldioden mit Abmessungen im Sub-Mikrometerbereich
171 S., 1997

Zur Untersuchung der Transporteigenschaften resonanter Tunneldioden im Einelektronenbereich wurden aus mehreren mittels MBE gewachsenen AlGaAs/GaAs/AlGaAs Doppelbarrierensystemen Dioden mit Abmessungen im Sub-Mikrometerbereich hergestellt. Hierzu wurden zwei verschiedene Technologien entwickelt: Es wurden sowohl mesastrukturierte Dioden mit Hilfe des reaktiven Ionenätzens als auch vollständig planare Dioden mit Hilfe eines Implantationsprozesses hergestellt. Die mesastrukturierten Dioden wurden zusätzlich mit einem Gate zur Steuerung des effektiven Diodenquerschnittes versehen.

Transportmessungen bei verschiedenen Temperaturen bis hinab zu 50 mK zeigen an Dioden beider Herstellungsverfahren klar aufgelöste Stromstufen aufgrund von Einelektronen-Tunnelprozessen. Insbesondere im Fall der mesastrukturierten Dioden kann Störstellentunneln als Ursache dieser Stromstufen ausgeschlossen werden. Vielmehr konnte gezeigt werden, daß das Auftreten der Stromstufen ausschließlich auf die Wirkung des Gatepotentials zurückzuführen ist.

Magnetotransportmessungen an mesastrukturierten Diodenbei einer Temperatur von 50 mK zeigen eine oszillatorische Abhängigkeit der Einsatzspannungen der Stromstufen von einem parallel zur Transportrichtung angelegten Magnetfeld. Bei hohen Magnetfeldern zeigt sich dagegen ein typisches Sättigungsverhalten. Beide Effekte können durch die Formulierung von Randbedingungen für die Elektronenzahl und das Ferminiveau in dem an die eigentliche Tunnelstruktur angrenzenden Elektronenreservoir erklärt werden.


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Letzte Änderung: 07.06.2022