Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 53: Reaktions-Diffusions-Systeme

DY 53.3: Vortrag

Freitag, 26. März 1999, 11:30–11:45, R1

Symmetriebrechende Strominstabilität in Halbleiter-Corbinoscheiben — •G. Schwarz, C. Lehmann und E. Schöll — Institut für Theoretische Physik, Technische Universität Berlin, Hardenbergstr. 36, 10623 Berlin

Wir stellen Computersimulationen zur Strukturbildung in Halbleiterproben mit radialer Symmetrie im Bereich des Tieftemperaturdurchbruchs vor. Für Proben mit einem zentralem Punktkontakt und einem konzentrischen Ringkontakt (Corbinoscheiben) sowie Proben mit zwei konzentrischen Ringkontakten finden wir eine spontane Symmetriebrechung beim elektrischen Durchbruch. Legt man an den zentralen Punktkontakt eine Spannung an, so entsteht hier zunächst eine radialsymmetrische Zündfront, die dann in mehrere Finger aufbricht, welche sich zu Präfilamenten entwickeln. Aufgrund der globalen Kopplung über den angeschlossenen Vorwiderstand, der die Stromstärke begrenzt, setzt ein Wettbewerb (Ostwaldreifung) zwischen den Praefilamenten ein, von denen sich - je nach angelegter äußerer Spannung - nur eines oder einige wenige zu voll ausgebildeten Stromfilamenten entwickeln. Mit wachsender Stromstärke entsteht neben einem Filament spontan ein weiteres, dann ein drittes, viertes, usw., was jeweils mit einem Sprung in der Strom-Spannungs-Kennlinie und mit Hysterese verknüpft ist. Dieses Verhalten ist in sehr guter Übereinstimmung mit Experimenten an n-GaAs-Corbinoscheiben [1].

[1] J. Hirschinger, W. Eberle, W. Prettl, F.-J. Niedernostheide, H. Kostial, Phys. Lett. A 236, 249–255 (1997)