Протекание тока экстремально большой плотности в пленках кремния

dSi = 0.4 μm μ = 1400 cm2/V⋅s
dox = 1 μm n = 5⋅1015 cm-3
dsub = 400 μm
a, μm 3 5 10 100
w, μm 50 50 50 100
КНИ структура для ислледования в режиме генератора постоянного тока

ВАХ и ЛАХ
КНИ структуры

ВАХ
КНИ структуры
при увеличении ( )
и уменьшении ( ) тока

ВАХ и ЛАХ
КНИ структуры

Фотографии свечения КНИ структуры
100 мкм х 100 мкм

Возникновение устойчивого автосолитона

dSi = 0.4 μm a = 25 μm
dox = 1 μm w = 4 μm
dsub = 400 μm
КНИ структура для ислледования в режиме генератора импульсов напряжения

Осциллограммы тока при питании КНИ структуры импульсами напряжения прямоугольной формы

ВАХ КНИ структуры в режиме генератора импульсов напряжения

Перераспределение электронно-дырочной плазмы b-дрейфом
Плотности токов электронов и дырок:
При условии
где
- плотность тока, протекающего в образце;
- коэфициент амбиполярной диффузии.

Уравнение сохранения дырок:
- термодинамически равновесная концентрация дырок;
- время жизни электронно-дырочных пар.
где
диффузия
реком-бинация
германий
кремний

Выводы
1. В пленках КНИ при питании их постоянным током обнаружено возникновение свечения в виде регулярно расположенных красных пятен. Предложено качественное объяснение эффекта самоорганизацией электронно-дырочной плазмы - возникновением термодиффузионных автосолитонов.
2. При питании КНИ структур прямоугольными импульсами напряжения наблюдались мощные осцилляции тока. Предложен механизм возникновения осцилляций. Показано, что они возникают вследствие совместного действия двух конкурирующих процессов: термической генерации электронно-дырочных пар при возрастании тока и уменьшением концентрации пар b-дрейфом при его уменьшении.