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太赫兹技术广阔的应用前景激发了世界各国科研人员对太赫兹波振荡辐射源和探测器的开发研究。耿氏二极管被认为是极具太赫兹应用潜力的电子学器件。基于砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等材料的耿氏二极管的频率和功率都已经达到极致。氮化铟(InN)和氮化镓(GaN)等Ⅲ-Ⅴ族氮化物新材料的电子漂移速度电场特性显示有极佳的负微分迁移率,非常适宜制作高频高功率的耿氏二极管。目前,对InN和GaN材料的基本特性的认识尚不完全。InN的禁带宽度从传统的2eV修正为约0.7eV,相应的材料参数也有改变。我们使用较新的能带和材料参数,采用三能谷的蒙特卡罗方法仿真了InN、GaN以及InxGa1-xN材料系统的电子输运特性,讨论分析了InN负微分迁移率形成的原因是电子能谷迁移和中心能谷非抛物性共同作用的结果。基于文献发表的蒙特卡罗方法仿真的速场数据,我们建立了InN的解析低场和高场迁移率模型。我们进行了InN和GaN两种材料的Notch掺杂和均匀掺杂渡越区结构的耿氏二极管的比较研究。InN和GaN材料的耿氏二极管的器件级仿真结果显示,渡越区长为0.3~1μm的耿氏二极管振荡的基波频率在0.2~0.8THz。InN材料绝对值较大的负微分迁移率使InN适合制作更短渡越区的耿氏二极管。最后,选择渡越区长为1μm的器件,在RLC并联谐振回路中比较研究了InN和GaN材料的耿氏二极管的振荡特性表现。在50Ω负载电阻下,InN耿氏二极管的最佳面积在150~200μm~2,而GaN耿氏二极管的最佳面积在500μm~2左右。GaN耿氏二极管的振荡特性随着器件面积和外加偏置电压的变化表现稳定,而InN耿氏二极管的直流功率到交流功率的转换效率更高。InN耿氏二极管的Notch掺杂层也起到使振荡更为稳定的作用。渡越区长为1μm的InN和GaN材料的耿氏二极管振荡频率在200GHz左右,输出的基波频率的功率密度在6mW/μm~2的量级。均匀掺杂结构的InN耿氏二极管能够在230GHz左右达到约10.84%的最佳转换效率,而GaN耿氏二极管在193GHz左右达到2.66%的最佳转换效率。