International Science and Technology Journal

Home < Articles < Article Details

Self-consistent Schrödinger-Poisson Study of AlAs Barrier Thickness Effects in GaAs/AlAs Resonant Tunneling Diode

Researcher(s):
  • Rabia Abdullah Arjia Othman
  • Basmah Awadh Faraj Abdulalim
  • Hatem Suliman Almansoury
  • Omar Moftah Mayouf
Institution:Faculty of Arts and Sciences, Al-Abyar Campus, University of Benghazi- Libya
Higher Institute of Marine Sciences – Sabratha- Libya
Higher Institute of Engineering Technologies – Tripoli- Libya
Field:Electrical, electronic and communication engineering
Published in:37th volume - October 2025
الملخص
تبحث هذه الدراسة في كيفية تأثر خصائص التيار-الجهد (I-V) للثنائي النفق الرنيني (RTD) بسمك الحاجز الكمي. نُمذِجَت عملية نقل الإلكترونات عبر بنية غير متجانسة ثنائية الحاجز من GaAs/AlAs باستخدام محاكاة شرودنجر-بويسون ذاتية الاتساق. ودُرِسَ احتمال النفق، وموضع ذروة الرنين، ونسبة تيار الذروة إلى الوادي (PVCR) بتغيير سُمك الحاجز من 2 نانومتر إلى 6 نانومتر. وتُظهِر النتائج أن زيادة سُمك الحاجز تدفع ذروة الرنين نحو جهد انحياز أعلى، وتُقلِّل تيار النفق نتيجةً لانخفاض احتمالية النقل. وتُبيِّن هذه النتائج أهمية هندسة الحاجز في تعظيم أداء RTD في تطبيقات الإلكترونيات النانوية منخفضة الطاقة وعالية التردد................... الكلمات المفتاحية:............... (RTD) سُمك الحاجز الكموي؛ محاكاة شرودنجر-بويسون؛ خصائص I-V؛ احتمال النفق؛ بنية غير متجانسة من. GaAs/AlAs.
Abstract
This study examines the impact of quantum barrier thickness on the current–voltage (I–V) characteristics of a Resonant Tunneling Diode (RTD). Electron transport across a double-barrier GaAs/AlAs heterostructure was modeled using a self-consistent Schrödinger–Poisson simulation. By varying the barrier thickness from 2 nm to 6 nm, tunneling probability, resonance peak position, and Peak-to-Valley Current Ratio (PVCR) were analyzed. Results show that thicker barriers shift the resonance peak to higher bias voltages and reduce tunneling current due to decreased transmission probability. These findings highlight the critical role of barrier geometry in optimizing RTD performance for low-power and high-frequency nanoelectronics applications................. Keywords:.....................RTD; quantum barrier thickness; Schrödinger–Poisson simulation; I–V characteristics; tunneling probability; GaAs/AlAs heterostructure.