Динамические характеристики двухбарьерных наноструктур с несимметричными барьерами конечной высоты и ширины в сильном переменном электрическом поле

Дано обобщение теории взаимодействия моноэнергетического потока инжектируемых электронов с сильным высокочастотным электрическим полем в резонансно-туннельных диодных структурах (РТД) с несимметричными барьерами конечной высоты и ширины. В квазиклассическом приближении найдены волновые функции и функция туннелирования электронов в квантовой яме и барьерах. Получены аналитические выражения для токов поляризации в РТД как в общем случае, так и в ряде предельных случаев. Показано, что в РТД с несимметричными барьерами токи поляризации и мощность излучения сильно зависят от соотношения вероятностей туннелирования электронов через эмиттерный и коллекторный барьеры. В квантовом режиме, когда $\delta=\varepsilon-\varepsilon_r=\hbar\omega\gg\Gamma$ ($\varepsilon$ – энергия инжектируемых в РТД электронов, $\hbar$ – постоянная Планка, $\omega$ – частота переменного поля; $\varepsilon_r$ и $\Gamma$ – соответственно энергия и ширина резонансного уровня), активный ток поляризации достигает в поле $E\approx 2.8\hbar\omega/ea$ ($e$ – заряд электрона, $a$ – ширина квантовой ямы) максимального значения, равного по абсолютной величине 84% от постоянного резонансного тока, если вероятность туннелирования электронов через эмиттерный барьер много больше вероятности туннелирования через коллекторный барьер. Мощность генерации излучения на частотах $\omega$ = 10$^{12}$–10$^{13}$ с$^{-1}$ может достигать в этом случае 10$^5$–10$^6$ Вт/см$^2$.