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Im Rahmen dieser Arbeit wurde erstmals ein Halbleiter-Übergitter-Schalter untersucht. Das Übergitter, das als Schalter wirkte, bestand aus einer periodischen Abfolge von Quantentöpfen (17 Monolagen) und -barrieren (3 Monolagen), die durch epitaktisch gewachsene GaAs- und AlAs-Schichten gebildet wurden. Das Übergitter zeigte in seinen elektrischen Eigenschaften Bistabilität mit einem Zustand niedrigen Leitwerts und einem Zustand höheren Leitwerts. Die Bistabilität kann mit einem Übergang vom Hopping-Transport zum Transport im Kontinuumband erklärt werden. In einer Kennlinie, die mit einer Konstantspannungsquelle gemessen wurde, äußerte sich die Bistabilität in einer ausgeprägten Hysterese. Wurde die Kennlinie mit einer Konstantstromquelle untersucht, so wurde ein Bereich mit negativer differentieller Leitfähigkeit gefunden. Als mikroskopische Ursache wurden Stromfilamente im Übergitter vermutet. Im Bereich der negativen differentiellen Leitfähigkeit traten zusätzlich zum Gleichspannungsanteil Strom- und Spannungsoszillationen auf. Form und Frequenz der Oszillationen konnten durch Änderung des Stroms, der durch das Übergitter floß, variiert werden. Eine genauere Betrachtung ergab, daß die Oszillationen durch parasitäre Induktivitäten und Kapazitäten des externen Kreises bestimmt wurden. Die Frequenzen der Oszillationen lagen im Bereich von 300 Hz bis 180 kHz. Die Schaltzeiten des Hlableiter-Übergitter-Schalters wurden durch Bestrahlung des Übergitters mit einem Hochfrequenzfeld gemessen. Für das Schalten vom höherleitenden in den niedrigleitenden Zustand wurde eine Zeit von ca. 0,7 ns abgeleitet. Die Zeit für das Schalten vom niedrigleitenden in den höherleitenden Zustand lag unterhalb der Meßgenauigkeit von ungefähr 0,1 ns. |
