随着III族氮化物材料和纳米量子器件的发展,基于GaN的共振隧穿二极管(RTD)越来越受到人们的关注,因为它比基于GaAs的共振隧穿二极管具有更好的性能,如更宽的直接带隙,更大的带偏移,更高的峰值电子速度,以及更高的临界击穿电压和热稳定性。本文在对GaN的晶体结构、极化效应以及在获得NDR特性的详细研究基础上,选择初始晶面为a面的GaN作为衬底以及AlGaN/GaN/AlGaN的双势垒单阱(DBS)材料结构,从而在较低偏置电压范围内获得多谐共振隧穿特性,即具有多个NDR特性,并把这种RTD定义为多谐RTD。目前国内外对多谐RTD的报道并不多,本文研究的多谐RTD可用于面向纯量子逻辑电路方面的应用。本文以GaN基双势垒多谐RTD为研究对象,并用Slivaco TCAD软件对所设计的多谐RTD的器件结构进行仿真。本文重点研究了对称双势垒和非对称双势垒结构对多谐RTD特性的影响。在对称结构中,仿真结果表明,由于量子尺寸效应的存在,势阱宽度的改变主要影响多谐RTD负阻区个数的变化,所以可以根据对多谐RTD负阻区个数的需求,选择合适的势阱宽度;势垒厚度和势垒高度的改变影响多谐RTD峰谷电流值、峰谷电压值等参数,所以选择合适的势垒厚度和势垒高度可以使多谐RTD满足低压、低功耗的需求。在非对称结构中,重点研究了发射区和集电区不同势垒厚度和不同势垒高度对多谐RTD的影响,仿真结果表明可以通过增大发射区势垒层的厚度或高度,同时减小集电区势垒层的厚度或高度来满足多谐RTD器件对低压、低功耗的需求。