대기압 MOCVD방법으로 이중 장벽 구조의 공명 투과 소자를 제작하여 상온과 77K에서의 부저항 특성을 특정하였다. GaAs 양자 우물과 spacer, AIGaAs 장벽을 사용하여 성장온도를 변화시켜 공명 투과 소자를 제작한 결과 상온에서 2.35, 77K에서 15.3의 높은 peak-to-valley 전류비를 얻었다 컴퓨터 모의 실험에서는 coherent 투과만을 고려하여 peak 전류를 계산해서 실험치와 잘 일치하는 것을 알 수 있었다. AlGaAs 장벽에 InGaAs 양자 우물과 spacer를 사용하여 전자의 공급량을 증가시킨 구조에서는 상온에서 8.6KA/cm의 높은 peak 전류와 4.0의 큰 peak-to-valley 전류비를 얻었다.
G. Binnig and H. Rohrer introduced the Scanning Tunneling Microscope (STM) in 1982 and developed it into a powerful and not to be missed physical tool. Scanning tunneling Microscopy is a real space surface imaging method with the atomic or subatomic resolution in all three dimensions. The tip is scanned over the surface by two piezo translators mounted parallel (X-piezo and Y-piezo) to the surface and perpendicular to each other. The voltage applied to the third piezo (Z-piezo) translator mounted perpendicular to the surface to maintain the tunneling current through the gap at a constant level reflects then the topography of the surface. The feed back control loop for the constant gap current is designed using the automatic control technique. In the designing process of the feed back loop, the identification of the gap dynamics is very complex and has difficulty. In this research, using some suitable test signals, the system dynamics of the gap including the Z-piezo are investigated. Especially, in this paper, a system model is proposed for the gap and Z-piezo series system. Indicial response is used to find out the model. The driving voltage of the Z-piezo and the tunneling current are considered as input and output signals respectively.
We calculated the resonance tunneling energy band in the BCS gap for Type-II superconductor in which periodic potential is generated by external magnetic flux. In this model, penetrating magnetic flux was assumed to be in a fixed lattice state which is not moving by an external force. We observed the existence of two subbands when we used the same parameters as for the $Nd_{1.85}Ce_{0.15}CuO_X$ thin film experiment. The voltages at which the regions of negative differential resistivity (NDR) started after the resonant tunneling ended were in a good agreement with the experimental data in the field region of 1 T - 2.2 T, but not in the high field regions. Discrepancy occurred in the high field region is considered to be caused by that the potential barrier could not be maintained because the current induced by resonant tunneling exceeds the superconducting critical current. In order to have better agreement in the low field region, more concrete designing of the potential rather than a simple square well used in the calculation might be needed. Based on this result, we can predict an occurrence of the electromagnetic radiation of as much difference of energy caused by the 2nd order resonant tunneling in which electrons transit from the 2nd band to the 1st band in the potential wells.
Shin, Ho-Seop;Lee, Hu-Jong;Do Bang;Nguyen Khac Mac
Progress in Superconductivity
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제5권1호
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pp.5-8
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2003
We studied the effect of spin injection on tunneling conduction properties of intrinsic Josephson junctions formed in $Bi_2$$Sr_2$$CaCu_2$$O_{ 8+x}$ single crystals. properties of an identical stack (10${\times}$5.0${\times}$0.030 $\mu\textrm{m}^3$) of intrinsic Josephson junctions were compared for the bias current injected through Au and Co electrodes. The suppression of the superconducting gap in the $_2$ double layers and the interlayer Josephson critical current was manifested in the tunneling current-voltage characteristics of the stacks. This effect appears to be caused by the pair breaking associated with spin-polarized carriers injected from the Co electrode into the $Bi_2$$Sr_2$$_2$O$CaCu_{ 8+x}$ single crystal. This study may provide valuable information on clarifying the mechanism of high- $T_{c}$ superconductivity.y.y.
GaAs/AlAs 이중장벽 구조를 MBE(Molecular Beam Epitaxy)법으로 성장하여, mesa diode를 제작하고 전류전압 특성을 측정하였다. 계면은 평탄한 이중장벽 구조로 성장 되었음이 확인되었으며, 실온에서 장벽의 두께가 변화함에 따라 PVCR(Peak to Valley Current Ratio)의 값은 크게 변하지 않았다. 이는 장벽의 두께가 증가함에 따라 nonresonant tunneling에 의한 valley current가 크게 증가함에 기인한다.
본 연구에서는 20m이하 채널길이를 가진 FinFET에 대하여 문턱 전압이 하에서 서브문턱 스윙을 분석하였다. 분석을 위하여 분석 학적 전류모델을 개발하였으며 열방사 전류 및 터 널링 전류를 포함하였다. 열방사전류는 포아슨 방정식에 의하여 구한 포텐셜분포 및 맥스월-볼쯔만통계를 이용한 캐리어분포를 이용하여 구하였으며 터널링전류는 WKB(Wentzel-Kramers-Brillouin) 근사를 이용하였다. 이 두 모델은 상호 독립적이므로 각각 전류를 구해 더 함으로써 차단전류를 구하였다. 본 연구에서 제시한 모델을 이용하여 구한 서브문턱스윙 값이 이차원시뮬레이션 값과 비교되었으며 잘 일치함을 알 수 있었다. 분석 결과 10nm이하에서 특히 터널링의 영향이 증가하여 서브문턱스윙특성이 매우 저하됨을 알 수 있었다. 이러한 단채널현상을 감소시키기 위하여 채널두께 및 게이트산화막의 두께를 가능한 한 얇게 제작하여 야함을 알았으며 이를 위한 산화공정 개발이 중요하다고 사료된다. 또한 채널도핑 변화에 따른 서브문턱 스윙 값을 구하였으며 저도핑영역에서 일정한 값을 가지는 것을 알 수 있었다.
본 연구에서는 20nm이하 채널길이를 가진 이중게이트 FinFET에 대하여 문턱전압이하에서 서브문턱스윙을 분석하였다. 분석을 위하여 분석학적 전류모델을 개발하였으며 열방사 전류 및 터널링 전류를 포함하였다. 열방사전류는 포아슨방정식에 의하여 구한 포텐셜분포 및 맥스월-볼쯔만통계를 이용한 캐리어분포를 이용하여 구하였으며 터널링전류는 WKB(Wentzel-framers-Brillouin)근사를 이용하였다. 이 두 모델은 상호 독립적이므로 각각 전류를 구해 더함으로써 차단전류를 구하였다. 본 연구에서 제시한 모델을 이용하여 구한 서브문턱스윙값이 이차원시뮬레이션값과 비교되었으며 잘 일치함을 알 수 있었다. 분석 결과 10nm이하에서 특히 터널링의 영향이 증가하여 서브문턱스윙특성이 매우 저하됨을 알 수 있었다 이러한 단채널현상을 감소시키기 위하여 채널두께 및 게이트산화막의 두께를 가능한한 않게 제작하여야함을 알았으며 이를 위한 산화공정개발이 중요하다고 사료된다.
본 연구에서는 TCAD 시뮬레이션을 이용하여 4가지 터널링 전계효과 트랜지스터(Tunnel Field-Effect Transistors; TFETs) 구조에 따른 특성을 조사하였다. 단일게이트 TFET(SG-TFET), 이중게이트 TFET(DG-TFET), L-shaped TFET(L-TFET), Pocket-TFET(P-TFET)의 4가지 TFET를 유전율과 채널 길이를 변화함에 따라서 드레인 전류-게이트전압 특성을 시뮬레이션해서 문턱전압이하 스윙(Subthreshold Swing; SS)과 구동 전류(On-current)면에서 비교하였다. 고유전율을 가지며 라인 터널링을 이용하는 L-TFET 구조와 P-TFET 구조가 포인트 터널링을 이용하는 SG-TFET와 DG-TFET보다 구동전류면에서 10배 이상 증가하였고, SS면에서 20 mV/dec이상 감소하였다. 특히, 고유전율을 가진 P-TFET의 주 전류 메카니즘이 포인트 터널링에서 라인터널링으로 변화하는 험프현상이 사라지면서 SS가 매우 향상되는 것을 보였다. 4가지 TFET 구조의 분석을 통해 포인트터널링을 줄이고 라인터널링을 강조하는 새로운 TFET 구조의 가이드 라인을 제시한다.
본 연구에서는 나노구조 이중게이트 FinFET에 대하여 문턱전압이동 특성을 분석하였다. 분석을 위하여 분석학적 전류모델을 개발하였으며 열방사 전류 및 터널링 전류를 포함하였다. 열방사전류는 포아슨방정식에 의하여 구한 포텐셜분포 및 맥스월-볼쯔만통계를 이용한 캐리어분포를 이용하여 구하였으며 터널링전류는 WKB(Wentzel-framers-Brillouin)근사를 이용하였다. 이 두 모델은 상호 독립적이므로 각각 전류를 구해 더함으로써 문턱전압을 구하였다. 본 연구에서 제시한 모델을 이용하여 구한 문턱전압이동값이 이차원시뮬레이션값과 비교되었으며 잘 일치함을 알 수 있었다. 분석 결과 10nm이하에서 특히 터널링의 영향이 증가하여 문턱전압이동이 매우 현저하게 나타남을 알 수 있었다. 이러한 단채널현상을 감소시키기 위하여 채널두께 및 게이트산화막의 두께를 가능한한 얇게 제작하여야함을 알았으며 이를 위한 산화공정개발이 중요하다고 사료된다.
본 연구에서는 나노구조 이중게이트 FinFET에 대하여 문턱전압이동 특성 및 드레인유기장벽저하(Drain Induced Barrier Lowering; DIBL)특성을 분석하였다. 분석을 위하여 분석학적 전류모델을 개발하였으며 열방사전류 및 터널링전류를 포함하였다. 열방사전류는 포아슨방정식에 의하여 구한 포텐셜분포 및 맥스월-볼쯔만통계를 이용한 캐리어분포를 이용하여 구하였으며 터널링 전류는 WKB(Wentzel-Kramers-Brillouin)근사를 이용하였다. 이 두 모델은 상호 독립적이므로 각각 전류를 구해 더함으로써 문턱 전압을 구하였다. 본 연구에서 제시한 모델을 이용하여 구한 문턱 전압 이동값이 이차원 시뮬레이션값과 비교되었으며 잘 일치함을 알 수 있었다. 분석 결과 10nm 이하에서 특히 터널링의 영향이 증가하여 문턱전압이동 및 DIBL이 매우 현저하게 나타남을 알 수 있었다. 이러한 단채널현상을 감소시키기 위하여 채널두께 및 게이트산화막의 두께를 가능한한 얇게 제작하여야함을 알았으며 이를 위한 산화공정개발이 중요하다고 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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