Исследование и разработка технологии создания резонансно-туннельных гетероструктур для планарных источников и преобразователей микроволнового излучения

С использованием разработанного комплекса программ выполнена оптимизация параметров резонансно-туннельного диода с целью получения максимальной мощности генерации на высоких частотах. Для экспериментального наблюдения «квантового» режима на частоте 1 ТГц оптимальны структуры со сравнительно низкой концентрацией примесей (1017 см-3) в контактах.
В рамках последовательной квантовомеханической модели исследовано влияние электрон-фононного взаимодействия на резонансное туннелирование электронов через двухбарьерную наноструктуру. Принципиальный результат состоит в том, что даже в пределе сильного взаимодействия сохраняются свойства, присущие когерентному туннелированию.
Разработана методика изготовления методами молекулярной эпитаксии гетероструктур, оптимальных с точки зрения их использования в качестве источников и преобразователей микроволнового излучения.
Проведены измерения статических вольт-амперных характеристик резонансно-туннельных диодных структур GaAs/AlGaAs. Предложен набор конфигураций РТД-структур, в которых предполагается наблюдать «квантовый» режим генерации.
Исследованы подбарьерные резонансы в однобарьерных гетероструктурах, потенциальный рельеф которых структур является инвертированным по отношению к обычным двухбарьерным резонансно-туннельным структурам. Обнаружено явление коллапса резонансов, когда при изменении параметров два резонанса с единичным пропусканием сливаются в один с пропусканием меньшим единицы. Вольт-амперные характеристики инвертированного резонанасно-туннельного диода имеют N-образную форму, величина отношения токов в максимуме и в минимуме достигает нескольких единиц.

Краткое описание выполненных работ:
1. Проведено исследование физических характеристик резонансно-туннельных структур.
2. Разработаны технологические методы изготовления монолитно интегрированных структур на основе резонансно-туннельных структур. Изготовлены экспериментальные образцы монолитно-интегрированных планарных генераторов релаксационного типа и обострителей фронтов.
3 Проведено моделирование высокочастотного отклика в двухямных резонансно-туннельных структурах, проведен анализ возможностей реализации квантового режима генерации и возможностей создания нового типа источников микроволнового излучения для терагерцового диапазона частот.
4 Проведено экспериментальное исследование базовых элементов источников и преобразователей микроволнового излучения – генератора релаксационного типа и обострителя фронтов для аттестации технологии выращивания резонансно-туннельных гетероструктур.
5 Проведено обобщение и оценка результатов исследований, оценена эффективность полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем.
6 Составлен и оформлен научно-технический отчет.