Steuerbare Gleichrichtung in Halbleiter-Nanostrukturen - Universität ...

6. Zusammenfassung
Innerhalb dieser Diplomarbeit wurde der nichtlineare Transport von Elektronen durch
einen ca 400 nm-breiten Kanal in einem zweidimensionalen Elektronengas (2DEG) unter-
sucht. Dieser Elektronen-Kanal besitzt einen mittels Plasmaätzen hergestellten asymme-
trischen Kanalrand, der wiederum zu einer asymmetrischen Potentiallandschaft führt. Es
wurden ISD(VSD)-Kennlinien zwischen dem Source und Drain-Kontakt aufgenommen, die
eine nichtlineare Diodencharakteristik zeigten. Grundlage dieses nichtlinearen Transport-
verhaltens ist ein Symmetriebruch im Kanalrand, der an den Seitenflächen einen Potenti-
alverlauf verursacht, der je nach Anlegen einer externen Source-Drain-Spannung im Kanal
zur Ladungsträgerverarmung (Kanalverschluss in Sperrrichtung) bzw. Ladungsträgeranrei-
cherung (Kanalöffnung in Durchlassrichtung) führt. Diese planare Dioden-Struktur ist als
self-switching device (SSD) bekannt und wurde dahin weiterentwickelt, dass die nichtlineare
ISD(VSD)-Kennlinie zusätzlich mittels Anlegen einer Spannung an zwei Seiten-Gates eine
Durchstimmbarkeit des Schwell- und Sperrstromes ermöglicht. Die Diodencharakteristik
wird im Gegensatz zu herkömmlichen p-n oder Schottky-Dioden durch die Probengeome-
trie erreicht und erlaubt daher auch die zusätzlich erreichte Einstellbarkeit der nichtlinearen
Kennlinie.
Beginnend wurden Messungen an einer planaren Diode ohne Seiten-Gates (SSD) über einen
großen Source-Drain-Spannungsbereich durchgeführt, um diese mit den bereits bekannten
Arbeiten von Song et al. zu vergleichen. Die Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung
im nichtlinearen Kennlinienverhalten. Sowohl der Sperr- als auch der Durchlassbereich der
Diode sind identifizierbar und entsprechen dem geschlossenen oder geöffneten 2DEG-Kanal,
der erfolgreich mit dem Modell der Verarmungszonen erklärt werden kann. Die Kennlinien
zeigen nahezu identisches Verhalten zu einem Junction-Field-Effekt Transistor (JFET).
Innerhalb des Hauptteils dieser Arbeit wurde eine neue planare Dioden-Struktur mit
Seiten-Gates entwickelt, prozessiert und vermessen, die die angesprochene Durchstimmbar-
keit des Schwell- und Sperrstromes ermöglicht. Es wurden ISD(VSD)-Kennlinien aufgenom-
men, wobei zusätzlich zur angelegten Source-Drain-Spannung die Seiten-Gate-Spannung
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