諧振隧穿電晶體

Tunn elin Tran

諧振隧穿電晶體，Resonance Tunneling Transistor (RTT) ：
* RTT有多種結構，它們都是在雙勢壘-量子阱RTD（諧振隧穿二極體）的基礎上, 再加上一個柵極而構成的。改變柵電壓Vg來控制諧振隧穿的穿透率, 從而控制通過器件的電流。各種具體結構RTT的工作原理和特點是：
(1) 量子阱柵極結構 ~ 改變Vg時, 阱中的能級上下變動, 從而可控制電流。為了確保勢阱的導電性, 阱中的基態能級應該比電極的Fermi能級EF要低。量子阱材料可用InGaAs或金屬來製作。
(2) Schottky柵(或p-n結柵)結構 ~ 反偏Vg改變耗盡層寬度，使S-D電流通路的橫截面積改變, 從而控制電流的大小。
(3) 表面諧振隧穿FET ~ 表面溝道垂直於勢壘和量子阱；改變Vg，使量子阱中2-DEG的Fermi能量 (即入射電子波的波長) 改變，導致電子波的透過特性變化，從而S-D電流變化。
(4) 諧振隧穿熱電子電晶體(RHET) ~ 用RTD取代BJT中的發射結即構成。其輸入特性具有高度的非線性特性 (電流峰值對應於諧振隧穿)，從而增強了器件的電路套用功能。
* 諧振隧穿器件的套用性能：
①諧振隧穿器件都是電壓控制器件 ~ 通過改變柵極電壓來把量子阱相對源的能級進行調整, 使得實現電流開關或放大。因此, 用小的柵極電壓可以控制流過器件的大電流。
②可用作為開關或(和)放大器 ~ 這種納米尺寸的量子效應器件的開關性能比MOSFET更優越。
③可實現多態邏輯功能 ~ 如果勢阱中的能級被分離得足夠寬, 則當偏壓(或柵極電壓)增加時, 勢阱內的不同能級將會依次連續地與源導帶發生諧振和非諧振, 將出現電流的多次開和關, 即出現多個狀態。對RTT, 這種多態特徵可通過改變柵極電壓而獲得。相對於兩態的MOSFET, 若採用這種多態量子效應器件來實現某個邏輯功能的話, 需要的器件數目要少, 則每一功能的熱耗散就少。利用多態量子效應器件的這種優勢，可做成混合微電子-納米電子器件。