Münster 1997 – wissenschaftliches Programm

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TT: Tiefe Temperaturen

TT 19: Postersitzung III: Josephsonkontakte(1-25), SQUIDs, Sensoren, Detektoren(26-37), Supraleitung in Hochfrequenz und Elektronik(38-45), Präparation und Dotierung von HTSL(46-53), NMR und Ultraschall in HTSL(54-60), Thermodynamik, Magnetismus(61-68), Transporteigenschaften von HTSL(69-73), Spektroskopie, Ramanstreuung, param. Meissner-Effekt in HTSL(74-84), n-dotierte HTSL(85-91)

TT 19.44: Poster

Donnerstag, 20. März 1997, 15:30–19:00, Z1

Rauschen von HEM-Transistoren zwischen 4.2 K und 300 K — •D. Schemion, I. Ghosh und N. Klein — Institut für Festkörperforschung, Forschungszentrum Jülich GmbH, D-52425 Jülich

HEM(=high electron mobility)-Transistoren sind Halbleiter-Bauelemente auf der Basis von III-V-Halbleiter-Heterostrukturen, bei denen der leitende Kanal durch ein zweidimensionales Elektronengas gebildet wird. Für die Anwendung als Mikrowellen-Oszillator bei tiefen Temperaturen, bei denen zur Frequenzstabilisierung ein Hochgüteresonator auf der Basis von HTSL verwendet wird, bestimmen neben der Resonatorgüte die Rauscheigenschaften des Transistors die spektrale Reinheit. Diese wird durch die Leistungsdichte bei einem Frequenzabstand f von der Trägerfrequenz des Oszillators als sog. Phasenrauschen quantifiziert. Physikalisch wird das Transistorrauschen durch die mit der Streuung der Ladungsträger verbundene Emission weicher Photonen (Bremsstrahlung) verursacht. Dieser Prozess führt im wesentlichen zu einem 1/f-Rauschspektrum. Darüber hinaus können Punktdefekte, die für die Ladungsträger als Potentialtöpfe wirken, zu einer weiteren Erhöhung des 1/f-Rauschens führen. Aufgrund des nichtlinearen Verhaltens der Transistoren im Oszillatorbetrieb führen diese niederfrequenten Fluktuationen insbesondere zu Schwankungen der Phase des Trägersignals. Aus der Messung der Temperaturabhängigkeit des Rauschens lassen sich Rückschlüsse auf die physikalischen Ursachen, insbesondere die Defektpotentiale, ziehen.