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硅可以替代Gunn二极管中的GaAs吗?

发布时间:2021-04-09

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       据悉,加拿大滑铁卢大学的研究人员发现了一种使用拉伸的硅纳米线产生微波的新方法,这项突破可以极大地降低成本并改善自动驾驶汽车中的传感器等设备。“直到现在,这还被认为是不可能的,” 滑铁卢大学的工程学教授塞维尔库玛(CR Selvakumar)说,他几年前提出了这个概念。

       微波通常使用由GaAs制成的Gunn二极管产生。当向Gunn二极管GaAs施加电压然后增加时,流经GaAs的电流也会增加“”,但只能增加到某个点。超过该点,电流会减小,这称为Gunn效应,Gunn二极管会导致发射微波。该效应源于电子在两个不同能量子带之间的转移,GaAs具有非常低的有效质量的直接带隙和高有效质量的间接子带,其比前者高约300“‰meV。

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       首席研究员Daryoush Shiri是滑铁卢博士的前学生,现在在瑞典查尔默斯理工大学(Chalmers University of Technology)工作,他使用计算纳米技术证明硅可以达到相同的效果。计算机模型表明,如果在直径为3.1nm的硅纳米线上施加5000“‰V / cm的电压时以3%的应变拉伸,则可能会产生耿氏效应,从而引起微波发射。
       “随着新的纳米制造方法的出现,现在很容易将块状硅成型为纳米线形式,并用于此目的。” 诗里说。拉伸机制还可以充当开关,以打开和关闭效果,或者为尚未想到的许多新应用改变微波频率。“这瑾瑾是个开始”电气和计算机工程教授Selvakumar说。“现在我们将看到Gunn二极管的去向,以及Gunn二极管将如何分支。”Shiri还与美国和瑞典大学的研究人员Amit Verma,Reza Nekovei,Andreas Isacsson和MP Anantram合作。
       本文引用了Daryoush Shiri等人的“机械应变的硅纳米线中的Gunn-Hilsum效应:可调负差分电阻”。科学报告第8卷,文章号:6273(2018)
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