Abstract
真實空間轉換元件是基於熱電子在不同層間傳輸之原理所製成之元件,其操作之方式包括負電阻場效電晶體(NERFET)和載子注入電晶體(CHINT).且真實空間轉換元件之組成多以砷化鋁鎵(AlGa As)/砷化鎵(GaAs)及砷化銦鋁(InAlAs)/砷化銦鎵(InGaAs)異質結構為主.雖然真實空間轉換元件已被發展多年,但在以砷化鎵為基底之元件上,集極(collector)需加固定之偏壓(約3V)方能在砷化鎵通道內產生電子,造成其漏電流(約幾個毫安培)無法有效的降低,導致其應用受到一些限制.同時,由於動量空間轉移效應,使得電子在獲得足夠能量後,在尚未越過位能障礙層時,便有約1/3數量之電子從導帶之最低點轉移到L能帶,造成集極電流無法有效降低.有鑑於此,我們提出了以超晶格結構代替原有之位能障礙層,利用超晶格結構所產生之微能帶(miniband),使之成為真實空間轉換元件中真實空間轉移之通道,而不須越過位能障礙層.在第一章中,我們簡介了真實空間轉換元件之歷史,基本原理及其所遭遇到的問題.在第二章中,我們介紹了超晶格結構之理論其中包括了(1)超晶格結構之色散關係式,即微能帶位置及能階寬度與其參數之關係.(2)微能帶結構之調變.(3)量子史塔克效應及(4)微能帶中電子之傳輸特性分析.在第三章中,我們使用了mathematica程式來模擬第二章所提出之理論。藉由模擬可找出適當的超晶格結夠來代替原有真實空間轉換元件中之未能障礙層.有了適當參數之後,我們可對元件加以設計.在第四章中,我們利用了第二章所提之轉移矩陣之方法來計算發光之真實空間轉換元件作用區之能階位置.第五章為結論及未來之發展.