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谐振隧穿三极管

随着晶体管尺寸的缩小，其结果必将走到一个极限。随着实验技术不断进步，人们在纳米结构中观察到许多新的物理现象，为这一问题找到了可能解决的途径。例如已经在GaAs／AlGaAs热电子晶体管的基区观察到弹道输运(相干且没有散射输运)的现象。Tsu和Esaki曾预言共振隧穿这种量子输运可以作为新型量子器件的工作原理，负微分电阻（NDR）可以作为新的信息处理和存储方式。在此基础上提出了新的共振隧穿器件的概念和结构，即共振隧穿二极管(RTD)和共振隧穿三极管(RTT)。现在，研究者已研制出室温下具有大电流峰谷比和多个NDR峰的器件。这种器件有可能代替传统的晶体管，并且可以作为新的多稳态器件应用于多值逻辑电路。共振隧穿器件是到目前为止最有希望应用于实际电路和系统的量子器件之一。
共振隧穿概念是指电子的隧穿概率围绕某一个能量值以尖锐的峰值形式出现的隧穿。共振隧穿器件应用于电子技术最主要的优点之一是器件的速度非常快，对RTD的数值模拟表明用GaAs／AlAs制造共振隧穿器件其谐振频率起码可以达到420GHz以上，另一方面，RTD为半导体结构中电子量子输运提供了典型实验样品。通过对它的研究人们可以得到有关量子输运方面的大量信息。在已经研究的几种纳米器件中，RTD和RTT可能是数字电路应用中最有前景的候选者，由于它具有负微分电阻(NDR)特征，很适合用于数字信号处理。同时它还具有结构简单、相对容易制造、速度快、柔性设计的自由度多和电路功能多等优点。所有这些因素使它成为从研究阶段转化到实际应用的下一代量子器件。


参考文献

1． 齐海涛，李亚丽等，RTD/HEMT串联型RTT的设计与研制，半导体学报，2007年7月，第28卷第7期
2． 郭维廉，梁惠来，宋瑞良等，栅型共振隧穿晶体管的设计与研制，半导体学报，2006年11月，第27卷第11期
3． 齐海涛，冯震等，自对准栅型谐振隧穿晶体管试制，高技术通讯，2007年11月，第17卷第11期