励起子・束縛電子に対する超格子効果とその光学的特性

Research Project

Project/Area Number	63604577
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	Yamaguchi University
Principal Investigator	松浦満山口大学, 工学部, 教授 (60091211)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	嶋村修二山口大学, 工学部, 助教授 (40144919) 篠塚雄三山口大学, 工学部, 助教授 (30144918)
Project Period (FY)	1988
Project Status	Completed (Fiscal Year 1988)
Budget Amount *help	¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000) Fiscal Year 1988: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords	超格子 / タイプII量子井戸系 / 励起子の量子サイズ効果 / 電場効果 / 電媒定数ミスマッチ / ダブル量子井戸
Research Abstract	1.電子-正孔分離型(タイプII)量子井戸系における励起子について、その一般的な性格を調べた。無限井戸障壁モデルでは励起子の性格は井戸幅と電子-正孔質量比に強く依存なし、いくつかの極限で次元的な性格を持つが、有限井戸障壁モデルでも似た性格を持つ。光振動子強度は電子、正孔の井戸からのしみ出しに応じて大きくなり、井戸幅や障壁の大きさに敏感である。又量子井戸系(超格子系)を形成している物質の電媒定数が異なることによる。いわゆる電媒定数ミスマッチによる励起子状態への効果を調べた結果、この効果は電媒定数や井戸幅の大小関係に大きく依存し、励起子の束縛エネルギーに重要な効果を与えることがわかった。以上の結果はバンド端の位置関係により生ずる種々のタイプII量子井戸系の励起子を議論する上で非常に有用である。 2.タイプII量子井戸系の励起子に対する電場効果を調べた。この系では正孔が電子に対し電場の方向、又は反対の方向の2つの状態が生じ、その振動舞いは大きく異なる。即ち、電場が大きくなるにつれ、励起子エネルギーはお互いに反対方向にシフトし、又、光振動子強度変化も反対になる。この結果はタイプIの励起子の振子舞いと大きく異なり、電場効果はタイプI、IIの判別に非常に重要であることを意味している。 3.井戸間のカップリングがあるようなダブル量子井戸構造での励起子状態を調べた。励起子は障壁の大きさ、井戸幅と共に中間のバリア幅に大きく依存する。サブバンド関数の広がりを反映した量子サイズ効果により、単一量子井戸の場合と違った振る舞いを井戸幅の変化に対して励起子が示すことがわかった。この違いを用いたデバイスへの応用も考えられる。