DBRTD merupakan satu elektronik peranti dua-terminal yang mengaplikasi kuantum mekanik. Operasi kerjanya adalah menerowong electron melalui satu halangan peranti pada satu peringkat tenaga dalam keadaan resonant. Dalam konteks kuantum mekanik, partikel bertingkah laku dalam bentuk gelombang. Dalam kerja penyelidikan ini, prinsip operasi, teori, struktur parameter serta ciri-ciri I-V khusunya dalam bidang perbezaan rintangan negatif perlu dikaji melalui model empirical dengan penyesuaian lengkungan menggunakan alat simulasi MATLAB dan penyamaan fizik. Keistimewaan RTD dalam menyampaikan hubungan arus-tegangan dalam bidang NDR yang menentangi sifat Ohm’s law kerana hubungan tersebut adalah berbanding terbalik dalam lengkungan simulasi. Walaubagaimanapun, ciri-ciri khas ini membolehkan keupayaannya untuk menjana frekuensi kelajuan yang tinggi sehingga Terahertz. Bagi model empirical, dimensi fizikal peranti boleh dikenalpasti selepas parameter yang tidak diketahui ditentukan melalui penyesuaian lengkungan I-V dalam simulasi MATLAB. Singkatnya, kajian ini menumpukan kepada dua struktur peranti utama, iaitu GaAs/AlAs yang melabelkan XMBE#66, dan InGaAs/AlAs yang melabelkan XMBE#230. GaAs/AlAs dimodelkan kepadatan puncak arus 16290 A/cm2, voltage puncak 0.315 V, lembah ketumpatan arus 4294 A/cm2, dan lembah voltan 0.422 V. InGaAs/AlAs dimodelkan kepadatan puncak arus 39820 A/cm2, voltan puncak 0.305V, lembah ketumpatan arus 4447 A/cm2, dan lembah voltan 0.685 V. Pendek kata, peranti InGaAs/AlAs akan dapat memberikan prestasi yang lebih baik daripada GaAs/AlAs dengan PVCR yang lebih tinggi sebanyak 8954, manakala PVCR GaAs/AlAs lebih rendah sebanyak 3794. Pembangunan potensi DBRTD akan manjadi sebaiknya dengan teknologi akhir tinggi masa depan dan elektronik aplikasi berkelajuan tinggi menggantikan diod konvensional arus
_______________________________________________________________________________________________________
Double Barrier Resonant Tunnelling diode (DBRTD) is a two-terminal electronic device that employs the principal of quantum mechanics. The working operation is tunnelling electrons through a barrier at certain energy level in resonant state. In term of quantum mechanics, the particles behave as wave-particle form. In this research work, the working principle, theories, structural parameters as well as the current-voltage (I-V) characteristics specialised in Negative Differential Resistance (NDR) need to be studied through empirical modelling with curve fitting using MATLAB simulation tool and physics equations. RTD is specialising in presenting the I-V relationship in NDR region that opposes the nature Ohm’s law as the relationship is inversely proportional in the simulated curve. This special feature characteristic however enables an ability to generate a high speed frequency up to Terahertz. For the empirical modelling, device physical dimensions can be identified after the unknown parameters are determined through I-V curve fitting in MATLAB simulation. Mainly, the research is focus on two device structures, GaAs/AlAs labelled as XMBE#66 and InGaAs/AlAs labelled as XMBE#230. GaAs/AlAs modelled peak current density of 16290 A/cm2, peak voltage of 0.315 V, valley current density of 4294 A/cm2, and valley voltage of 0.422 V. InGaAs/AlAs modelled peak current density of 39820 A/cm2, peak voltage of 0.305 V, valley current density of 4447 A/cm2, and valley voltage of 0.685 V. In short, InGaAs/AlAs device would be able to give higher performance than GaAs/AlAs with a higher Peak-to-Voltage Current Ratio (PVCR) of 8.954 while PVCR of GaAs/AlAs with a lower PVCR of 3.794. The potential development of DBRTD would be unexpectedly great as the future high end technologies and electronics high speed applications replacing the current conventional diodes.
Investigation on the dc characteristics of the resonant tunneling diode through empirical modelling / Tan Ker Lee