Modelování transportu proudu v borem dopovaném diamantu při vysokých elektrických polích včetně efektu samoohřevu

Text
Experimentální sestava pro měření pomocí přenosového impulzu (Transmission Line Pulse): (A) BNC kabel; (B) Zdroj napětí; (C) Generátor funkcí; (D) Obdélníková vlnovodná struktura; (E) Reléová
Popis
Experimentální sestava pro měření pomocí přenosového impulzu (Transmission Line Pulse): (A) BNC kabel; (B) Zdroj napětí; (C) Generátor funkcí; (D) Obdélníková vlnovodná struktura; (E) Reléová 

Tento článek představuje významný přínos k porozumění transportu proudu v bórem dopovaném diamantu při vysokých elektrických polích, s přímými dopady na výkonovou elektroniku na bázi diamantu. Pomocí pulzních měření a modelování metodou konečných prvků studie ukazuje, že pozorované exponenciální a superexponenciální průběhy proudově-napěťových (I–V) charakteristik – včetně jevu záporného diferenciálního odporu (NDR) – jsou výsledkem kombinace impaktní ionizace nečistot (III) a efektu samoozahřívání (SHE). Experimentální techniky, včetně přechodového interferometrického tepelného mapování, potvrzují vznik tepelných lavin a lokálního zahřívání.

Simulační výsledky, které zahrnují III a SHE, přesně reprodukují naměřené I–V křivky a zakládají komplexní model transportu náboje ve vysoce dopovaném diamantu. Tato zjištění posouvají návrh diamantových elektronických zařízení tím, že objasňují mechanismy vodivosti při vysokých polích a přinášejí nové poznatky pro dosažení spolehlivého a vysoce výkonného provozu v extrémních podmínkách.