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バレー間散乱による走行遅延を抑制した共鳴トンネル構造を持つテラヘルツ発振素子

具有谐振隧道结构的太赫兹振荡器，可抑制谷间散射造成的行进延迟

基本信息

批准号：
21860032
负责人：
鈴木左文
金额：
$ 1.71万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21860032/
关键词：
テラヘルツ超高速デバイス量子エレクトロニクス

项目摘要

テラヘルツ周波数帯光源のキーデバイスである共鳴トンネルダイオード(RTD)を用いたテラヘルツ発振器において、素子の高周波化を行うためには、空乏層に高い電圧が印可されていることによって起こるΓ-Lバレー間散乱を抑圧することが必要である。そのため、今年度スパイクドーピング構造を持つRTDと、極薄バリアと傾斜エミッタを持つRTDに関して研究を行った。スパイクドーピング構造を持つRTDでは、コレクタ側スペーサ層に濃度の異なるスパイクドーピングを持つRTD発振素子を作製し、発振特性を測定した。測定より、スパイクドーピングの濃度が上昇すると、RTDの容量が大きくなってしまうが、空乏層の電界が緩和されΓ-L散乱は抑圧出来きることが分かった。スパイクドーピングの濃度がおよそ2x10^<18>cm^<-3>の時最適となり、その基板により、898GHzまで発振周波数が向上出来た。上記構造ではRTDの容量が大きくなってしまうため、新たに、極薄バリアと傾斜エミッタを持つRTDを提案し、発振素子を作製した。傾斜エミッタにより動作点の電圧が下がり、空乏層にかかる電界が小さくなるため、Γ-L散乱の抑圧ができ走行時間が短縮される。さらに薄膜バリアによりトンネル時間も短縮される。この構造を持つ発振素子により室温電子デバイスでは最高周波数の951GHzの基本波発振を達成した。さらなるRTDのデバイス面積の縮小により、1THzを超える発振が期待できる。

It is necessary to reduce the voltage of high voltage in the depletion layer by using the resonance frequency band light source (RTD) and the high frequency oscillator. This year's research is conducted on the structure of RTD, extremely thin RTD and inclined RTD. The RTD structure was used to determine the RTD vibration characteristics and the concentration of RTD vibration elements. The concentration of RTD is increased, the capacity of RTD is increased, and the electrical boundary of depletion layer is relaxed. When the concentration of the sample is 2x10^<18>cm^<-3>, the optimal frequency of the sample is 898GHz. The above structure is characterized by large capacity, new capacity, extremely thin capacity, tilt capacity, and vibration control. The voltage at the operating point of the inclined layer decreases, the depletion layer decreases, the voltage decreases, and the travel time decreases. The film was released in a short time. The structure of the oscillator is the highest frequency of the fundamental wave at 951GHz. The RTD's area is reduced, 1THz is exceeded, and vibration is expected.

项目成果

期刊论文数量（28）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Resonant Tunneling Diodes Oscillating at Around 900GHz with Spike Doping Structures for Low Bias Voltage Operation

谐振隧道二极管振荡频率约为 900GHz，具有尖峰掺杂结构，可实现低偏置电压操作

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
Maeda;A.;K.Sawada
通讯作者：
K.Sawada

Resonant Tunneling Diode Oscillators in the Terahertz Range at Room Temperature toward High Frequency, High Frequency, High Output Power, and High Functionality

室温下太赫兹范围内的谐振隧道二极管振荡器朝着高频、高频率、高输出功率和高功能的方向发展

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
A.Yamanaka;T.Aoki;S.Ogawa;T.Takaki;M.Asada
通讯作者：
M.Asada

Resonant Tunneling Diode with Very High Peak Current Density for Terahertz Oscillators

用于太赫兹振荡器的具有极高峰值电流密度的谐振隧道二极管

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
Goto T.;Shiina A.;Murata T.;Tomii M.;YamazakiT.;Yoshida K.;Yoshino T.;Suzuki O.;Sogawa Y.;Mizukami K.;Takagi N.,Yoshitomi T.;Etori M.;Tsuchida H.;Mikkaichi T.;Nakao N.;Takahashi M.;Takahashi H;Sasaki S.;A.Teranishi
通讯作者：
A.Teranishi

Fundamental Oscillation of up to 915 GHz in Small-Area InGaAs/AlAs Resonant Tunneling Diodes with Planar Slot Antennas

具有平面缝隙天线的小面积 InGaAs/AlAs 谐振隧道二极管中高达 915 GHz 的基本振荡