
【电】 Gunn effect
pleasant; sweet; willingly
【医】 gluco-; glyco-
favour; grace; kindness
effect
【医】 effect
甘恩效应(Gunn Effect)是半导体物理学中的一种特殊电学现象,指某些半导体材料(如砷化镓)在施加直流电场时,因内部电子转移机制产生高频电流振荡的现象。该效应由英国物理学家J.B. Gunn于1963年在IBM实验室首次发现并命名。其核心机制源于半导体导带中电子能量的非线性分布,当电场强度超过临界阈值时,电子会从高迁移率能谷转移到低迁移率能谷,形成负微分电阻特性(Negative Differential Resistance),从而引发自持振荡。
根据《半导体器件物理》(Physics of Semiconductor Devices)权威教材,甘恩效应的数学表达式可简化为电流密度与电场的关系式: $$ J = n_0 e v(E) $$ 其中$n_0$为载流子浓度,$e$为电子电荷,$v(E)$为电场相关的电子迁移率函数。当电场强度$E$达到特定值后,$v(E)$呈现负斜率,导致电流振荡。
该效应在微波技术领域具有重要应用,例如制造甘恩二极管(Gunn Diode),这类器件无需谐振腔即可直接产生千兆赫兹频段的微波信号,被广泛应用于雷达系统、卫星通信和毫米波成像设备。美国国家标准技术研究院(NIST)的公开研究报告指出,基于甘恩效应的振荡器在频率稳定性与功耗控制方面仍保持技术优势。
甘恩效应(Gunn effect)的英文翻译为"Gunn effect",属于电学领域的专业术语。以下是综合解释:
基本定义
甘恩效应指某些半导体材料(如砷化镓)在施加高电压时,因电子迁移率变化产生的电流振荡现象。这种现象是微波频率信号生成的基础原理之一。
发现与命名
由物理学家J.B. Gunn 于1963年首次在实验中观察到,因此以其姓氏命名。
主要应用
利用该效应可制造耿氏二极管(Gunn diode),广泛应用于雷达、卫星通信等微波设备中,用于产生高频电磁波。
由于现有搜索结果未提供更详细的技术参数,建议通过权威物理学文献或电子工程专业书籍进一步了解其数学模型(如微分负阻特性)及具体电路实现。
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