| Project/Area Number |
01550302
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| Research Category |
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
電子機器工学
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
荒川 泰彦 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (30134638)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
榊 裕之 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90013226)
藤井 陽一 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00013110)
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| Project Period (FY) |
1989
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 1989)
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| Budget Amount *help |
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 1989: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
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| Keywords | 量子交換 / 量子細線 / 量子箱 / 半導体レ-ザ / バンド理論 / 選択成長 |
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| Research Abstract |
電子は量子力学的な効果により波動としての性質を示す。半導体微細加工技術の進展に伴い、このような電子の波動性に基づく新しい物理現象(量子サイズ効果)の出現とそのデバイス応用の道がひらき始めている。しかし、現在の量子サイズ効果は超薄膜構造中のみで観測されており、膜厚方向に限られている。もし量子細線や量子井戸箱ができ、多次元的に電子の波動関数の制御が可能となれば、新しい量子効果を実現できる。しかし、これまでリソグラフィ技術を用いてこのような多次元量子マイクロ構造の作製の試みがなされてきたが、100オ-ダで精度よく実現することは不可能であった。
本研究では、有機金属気相成長法(MOCVD法)によるエピタキシャル成長中に、基板上に細く絞った電子ジ-ム(〜5nm)を照射し、照射部分のみを選択的に結晶成長するという新しい手法を中心にして、多次元量子マイクロ構造の実現をはかった。これまで、TMG、TMA、AsH_3などの原料を別々にあるいは同時に導入したときの物質形成、また、それらの温度依存性、さらに、生成物質の評価などの実験を進めた。その結果、基板温度を変えることによって、TMGについては室温から300℃程度まで、TMAについては同じく室温から700℃程度の高温に至るまで細線が形成されることを確認した。以上の結果より、多次元量子井戸マイクロ構造の作製技術の基礎的研究を勧め、電子ビ-ム誘起結晶成長法という新しい手法が、きわめて有効であることが示された。
一方、理論的には、量子細線のバンド構造を強結合法を用いて初めて明らかにした。これにより、量子細線構造を導入することにより、従来から予測された以上にレ-ザ特性が改善される可能性があることを示した。
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