Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 24, Numéro 3, mars 1989
Page(s) 343 - 349
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01989002403034300
Rev. Phys. Appl. (Paris) 24, 343-349 (1989)
DOI: 10.1051/rphysap:01989002403034300

Etudes sous champ magnétique de l'effet tunnel résonnant et non résonnant dans les structures à double barrière n-(AlGa)As/GaAs

A. Celeste1, J.C. Portal1, L. Eaves2, E.S. Alves2, T.J. Foster2, M. L. Leadbeater2, G. Hill3 et M. A. Pate3

1  Département de Génie Physique, Institut National des Sciences Appliquées, 31077 Toulouse, et SNCI-CNRS, 38042 Grenoble, France
2  Department of Physics, University of Nottingham, Nottingham, NG7 2RD, Grande-Bretagne
3  Department of Electronic and Electrical Engineering, University of Sheffield, Mappin Street, Sheffield S1 3JD, G.B.


Abstract
The electrical properties of a series of double barrier tunnelling devices with well widths between 50 and 600 Å are investigated. It is shown that the bistability effect in the current-voltage characteristics of a typical resonant tunnelling device can be removed by connecting a suitable capacitance or resistance to the device. These measurements cast serious doubt on the recent interpretation of the bistability as an intrinsic space-charge effect. In the stabilised section of the I(V) curve, at voltages above the main resonant peak, the magnetoquantum oscillations observed with B//J are used to investigate tunnelling assisted by LO phonon emission and by elastic scattering processes. The resonant tunnelling device with well width 600 Å exhibits sixteen regions of negative differential conductivity. The effect of a transverse magnetic field J > B on the resonances in the I(V) characteristics is investigated. At sufficiently high magnetic field, a transition from tunnelling into electrically quantised states to tunnelling into magnetically quantised states is observed.


Résumé
Nous avons étudié les propriétés électroniques d'une série de structures à double barrière, dont la largeur du puits varie de 5 à 6 nm. La bistabilité observée couramment dans les caractéristiques I(V) de ces structures, peut être éliminée par l'adjonction aux bornes du dispositif d'une résistance ou d'un condensateur appropriés. Ceci entrave sérieusement les récentes interprétations de cette bistabilité, en termes d'effet intrinsèque de charges d'espaces. Ces caractéristiques stabilisées nous permettent d'étudier en détail l'effet d'un champ magnétique B//J sur le courant vallée de ces dispositifs, où l'on observe des oscillations dues à l'effet tunnel assisté par l'émission de phonons LO et par les processus de diffusion élastiques. L'effet d'un champ magnétique B > J sur les structures à large puits (60 nm) permet d'observer une transition entre l'effet tunnel sur les états hybrides magnéto-électriques et les états cycloïdaux d'interface quantifiés magnétiquement.

PACS
7340L - Electrical properties of semiconductor to semiconductor contacts, p n junctions, and heterojunctions.

Key words
aluminium compounds -- gallium arsenide -- III V semiconductors -- magnetoresistance -- semiconductor junctions -- tunnelling -- semiconductors -- nonresonant tunnelling -- double barrier structures -- bistability -- resonant tunnelling -- magnetoquantum oscillations -- LO phonon emission -- elastic scattering -- negative differential conductivity -- AlGaAs GaAs