Химия - Эффект Ганна - Опыт Ганна

01 марта 2011


Оглавление:
1. Эффект Ганна
2. Опыт Ганна
3. Диод Ганна

Рассмотрим образец длиной L, к которому приложено внешнее напряжение. В однородном полупроводнике электрическое поле примерно одинаково по всей длине образца. Но если в образце имеется локальная неоднородность с повышенным сопротивлением, то напряжённость поля в этом месте образца будет выше, следовательно при увеличении напряжённости внешнего поля критическое значение возникнет в первую очередь в этом сечении. Это означает накопление в этой области тяжёлых электронов и снижение их подвижности, а значит и повышение сопротивления в этой области. Образовавшаяся зона с высоким содержанием тяжёлых электронов называется электрическим доменом.

Под действием приложенного поля домен начинает перемещаться вдоль образца со скоростью V ~ 10 м/с. Слева и справа от электронного домена будут двигаться лёгкие электроны с более высокой скоростью, чем тяжёлые. Слева они будут нагонять домен и образовывать область повышенной концентрации электронов, а справа лёгкие электроны будут уходить вперёд, образуя область, обеднённую электронами. При неизменном напряжении установится динамическое равновесие между скоростями электронов внутри и вне домена. При достижении доменом конца образца, домен разрушается, ток возрастает, происходит образование нового домена, и процесс повторяется заново.

Несмотря на то, что в кристалле может быть несколько неоднородностей, всегда существует только один домен. Так как после исчезновения электрического домена новый домен может возникнуть на другой неоднородности, для наблюдения и использования эффекта Ганна нужны очень чистые и однородные образцы.

Очевидной областью применения эффекта Ганна является изготовление микроволновых генераторов, называемых диодами Ганна. Если длина образца составляет 10 мкм, а скорость домена см/с, то частота осцилляций имеет величину порядка:

Гц = 10 ГГц.

Просмотров: 3613

<<< Экситон