Аналитическая модель механизма электрической неустойчивости в мультибарьерных гетероструктурах с туннельно-непрозрачными барьерами

Методами математического моделирования электропроводности мультибарьерных гетероструктур получены статические вольт-амперные характеристики, $S$-образность которых свидетельствует об электрической неустойчивости. С целью изучения ее динамических параметров с использованием известных приближений физики полупроводниковых приборов построена аналитическая модель исследуемой неустойчивости, которая в статическом варианте дает $S$-образную форму вольт-амперной характеристики, близкую к результатам численного моделирования. Этот факт рассматривается как подтверждение адекватности развитой аналитической модели, и последняя в малосигнальном варианте обобщена на ситуацию с гармоническим электрическим возмущением. Результирующая формула для частотной зависимости малосигнального импеданса свидетельствует о возможной отрицательности динамического сопротивления вплоть до терагерцовых частот. Предложена наглядная физическая интерпретация исследуемой неустойчивости в терминах положительной обратной связи в элементарной ячейке исследуемых мультибарьерных гетероструктур. Приведены также результаты измерений квазистационарных вольт-амперных характеристик изготовленных тестовых мультибарьерных структур GaAs/AlGaAs с ярко выраженным участком отрицательного дифференциального сопротивления.