InN与GaN亚微米级 Gunn 二极管在太赫兹频段的性能对比研究

本文探讨了一项关于亚微米尺度氮化铟(InN)和氮化镓(GaN)吉恩二极管在太赫兹频率下工作的比较研究。该研究由Lin'an Yang、Shuang Long、Xin Guo和Yue Hao共同完成，并发表于《应用物理杂志》(Journal of Applied Physics)第111卷，第10期，104514号，DOI:10.1063/1.4721667。研究者模拟了采用肖特基缺口掺杂和均匀掺杂结构的过渡区的Wurtzite晶格形式的InN和GaN吉恩二极管。 研究结果显示，0.3-1.0微米直径的吉恩二极管，其面积为500平方微米，能够产生大约0.2-0.8太赫兹的基本频率以及几百毫安的射频电流。值得注意的是，InN二极管表现出更稳定的振荡特性，这可能归因于其材料特性，使得它在电偶极子域模式和积累域模式下产生较高的稳定频率。相比之下，GaN二极管由于其不同的负差分电阻效应，能够在相同条件下实现更高的振荡频率。 本研究与一系列其他前沿技术相关，如平面霍尔效应传感器的单域行为控制，如Shape-Induced Effective Single-Domain Behavior（SI-ESDB）的实现，这表明了材料选择和设计对于优化器件性能的重要性。此外，文中还提到了利用Co2MnAl Heusler合金进行异常霍尔效应传感器的探索，以及基于高性能空间电荷限制晶体管的研究，这些器件采用了有序纳米孔铝基底电极，以提高电子传输效率。最后，一项关于GaN基平面纳米二极管中低频噪声增强与高频振荡之间关联的蒙特卡洛模拟也被提及，这展示了对新型半导体器件噪声特性的深入理解。 这项工作不仅提供了对InN和GaN吉恩二极管在太赫兹频段性能的定量分析，而且强调了在设计高性能微纳电子元件时需要考虑的关键因素，包括材料特性、掺杂策略和噪声特性，这对于推动太赫兹技术的发展具有重要意义。