162129. lajstromszámú szabadalom • Memóriával rendelkező szimmetrikusan vezetőképes áramkapcsoló félvezető eszköz

162129 11 12 nak, és a potenciállal alacsony. Ügy tekinthető továbbá, hogy az áramvezetést gátló centrumok reaktiválódván újra rekombinálják, vagy elzárják, ill. fékezik az áramhordozókat, visszaállítva így a potenciálfalat, és. ennélfogva a záró állapotot. Előnyösen a találmány szerinti eszközök anyagai lehetnek polimer típusúak, belértve a polimer-hálókat és hasonlókat, amelyeknek a kristályosodást erősen gátló kovalens kötéseik és keresztkötéseik vannak; amelyek nagy ellenállású, vagy záró állapotukban lokálisan szervezett, rendezetlen szilárd halmazállapotúak; amelyek általában amorfok (nem kristályosok), de amelyek feltehetően tartalmazhatnak kis kristályokat, vagy lánc-, ill. gyűrűrészleteket; amelyek valószínűleg megmaradnának véletlenszerű helyzetben egyedül a keresztkötések által is. Ügy véljük, hogy az ilyen, általában amorf, polimer-szerű félvezető anyagoknak nagyszámú, áramhordozókat fékező szórócentrumuk, és viszonylag széles energiaátmenetük, továbbá az áramhordozók számára kis átlagos szabad útjuk van, valamint az amorf szerkezetnek, és az abban levő nagyszámú, áramvezetést gátló centrumnak — amelyek a nagy ellenállású, vagy záró állapotot létrehozzák — köszönhetően nagy térbeli potenciál-fluktuációval, és viszonylag kevés szabad áramhordozóval rendelkeznek. Ebben a vonatkozásban úgy véljük, hogy a félvezető anyagok ilyen amorf típusa a szokásos és általános használati hőmérsékleteken nagyobb ellenállás együtthatóval, kisebb . hővezetési együtthatóval, és a záró állapot és a vezető állapot között nagyobb villamos vezetőképesség változással rendelkezik, mint a kristályos félvezető anyagok és ily módon alkalmasabb a találmány számos területen való felhasználására. Ha a találmány szerinti eszköz félvezető anyagában, annak záró állapotában villamos teret hozunk létre — pl. az elektródokra kapcsolt feszültséggel — az elektródok közötti félvezető anyag legalább egyes részeiben, vagy sávjaiban az ellenállás lassan és fokozatosan lecsökken, egészen addig, amíg az alkalmazott tér, vagy feszültség egy küszöbértékéig nem növekszik, aminek következtében a félvezető anyag legalább említett részei, vagy legalább egy, az elektródok közötti sáv alapjában véve pillanatszerűen meg nem változik kisellenállású, ill. vezető állapotába, hogy az áram azon keresztül vezetődjék át. A záró állapotból. vezető állapotba való kapcsoláshoz szükséges „kapcsolási" idő rendkívül rövid, kisebb, mint néhány mikroszekundum. A villamos átütés az áramhordozóknak az alkalmazott villamos tér, ill. feszültség hatására bekövetkező, lavina módjára történő gyors felszabadulásának, megsokszorozódásának és vezetővé válásának tulajdonítható, amely eredhet: külső téremisszióból, belső téremisszióból, az áramvezetést gátló centrumok (hibahelyek, rekombinációs centrumok vagy hasonlók) rázódásból vagy ütközésből származó ionizációjából, vagy a lehetséges potenciafalak nagyságának vagy szélességének csökkentéséből, továbbá alagút-effektusból vagy hasonló jelenségből. Ügy véljük továbbá, hogy az áramvezető álla-5 pot mind az amorf, mind a kristályos állapotokban nagymértékben függ a lokális organizációtól. A termikus átütés a villamos tér vagy feszültség alkalmazása által a félvezető anyagok emlí-10 tett legalább egyes részein, vagy sávjain Joulehő hatására fellépő hevítésnek tulajdonítható, mivel a félvezető anyagnak alapjában véve nemlineáris negatív hőmérséklet-ellenállás^koefficiense és minimális hővezetési tényezője van, és 15 a félvezető anyag említett legalább egyes észéinek vagy sávjainak az ellenállása hirtelen csökken a reá ható ilyen hevítés folytán. Ebben a tekintetben úgy véljük, hogy az ellenállásnak ilyen csökkenése növeli az áramot és hirtelen 20 felhevíti Joule-hővel a félvezető anyagnak legalább az említett részeit vagy sávjait, és az ilymódon termikusan felszabadított áramhordozókat az alkalmazott villamos tér vagy feszültség az átlagos szabad úton hirtelen felgyorsítja, ami 25 gyors sokszorozódást, továbbá a töltéshordozók lavinaszerű vezetését és ennélfogva átütést hoz létre, és különösen amorf körülmények között, a lokális organizáció típusának következtében az elektronpályák átfedése a sávstruktúrában 30 különböző alsávokat (sub-bands) hozhat létre. Ügy véljük továbbá, hogy átütésnél az elektródok között így megindított áram villamosan, termikusan vagy mindkét módon) az elektródok 35 közötti félvezető anyag legalább egyes részeit, ill. sávjait Joule-hő által alapjában véve pillanatszerűen hevíti fel, és hogy az ilyen nagyobb hőmérsékleten a villamos tér, ill. feszültség hatására további áramhordozók szabadulnak fel, 40 sokszorozódnak és válnak vezetővé lavinaszerűen, és ezáltal nagy áramsűrűséget és kis ellenállású, ül. vezető állapotot létesítenek, amely az alkalmazott feszültség erős csökkentése esetén is fennmarad. Lehetséges, hogy nagy hőmér-45 sékleten és nagy elektromos térerősség esetén az áramhordozók mozgékonyságának növekedése ennek a ténynek tulajdonítható, hogy a magasabb energiaszintre gerjesztett áramhordozók kisebb effektív tömegű sávokra települnek, és en-50 nek következtében nagyobb a mozgékonyságuk, mint kisebb hőmérsékleteken és villamos terekben. Az alagút-hatás valószínűsége növekszik a kisebb effektív tömeggel, és a nagyobb mozgékonysággal. Lehetséges továbbá, hogy tértöl-55 tés hozható létre a különböző tömegű és mozgékonyságú áramhordozók következtében, és ezáltal inhomogén villamos tér keletkezhet, amely regenerációs módon folytonosan emelné az áramhordozókat egyik mozgékonysági állapotból 60 a másikba. Amint az eszköz áramsűrűsége csökken, csökken az áramhordozók mobilitása, és ennélfogva növekszik a részecskebefogás valószínűsége. Vezető állapotban az áramhordozóknak nagyabb energiájuk lehet, mint környezetük-65 nek; „meleg" állapotban levőknek tekinthetnénk 6 •