1992 Fiscal Year Annual Research Report
GaAs/AlGaAs二重量子井戸構造におけるトンネル効果の研究
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03650257
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| Research Institution | NAGOYA UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
澤木 宣彦 名古屋大学, 工学部, 教授 (70023330)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 英雄 名古屋大学, 工学部, 助手 (00195942)
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| Keywords | 二重量子井戸 / ホットエレクトロン / トンネル効果 / 量子細線 / フォノン散乱 / フェムト秒分光 / 二次元電子ガス |
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| Research Abstract |
1.量子井戸構造として応用範囲が広い結合量子井戸構造中で最も基本的な二重量子井戸構造として、MOVPE法により作製されたGaAs/AlGaAs二重量子井戸構造において、二つの隣接した量子井戸間を電子が薄いポテンシャル障壁層をトンネル効果に基づき実空間遷移する機構と速度を評価し、トンネル現象の微視的性質を明らかにするとともに、新しいデバイスへの応用の可能性と問題点を明らかにすることを目的としている。
2.二重量子井戸構造では熱平衡状態では電子は主として広い井戸に存在する。ヘテロ界面に垂直に電界を印加することにより、電子を広い井戸から狭い井戸に移すことにより電子の実効的移動度を変調させることが出来る。FET構造においてチャネル伝導の電界依存性を調べ移動度の変調効果を実証した。この遷移はトンネル効果により起こるため超高速で電子移動度の変調が出来ることを明らかにした。
3.二重量子井戸構造の試料に干渉露光法とウエットエッチングを施し幅0.3-1.0μmの擬一次元(細線)構造を作製した。この構造の液体窒素温度におけるホトルミネッセンスのフェムト秒分光を行い量子井戸間のトンネル時間と遷移と量子井戸内における光励起ホットエレクトロンのエネルギー緩和時間を評価した。トンネル効果並びに電子エネルギーの緩和過程の機構として表界面凹凸散乱の寄与が大きいこと、特に、加工損傷が小さいといわれるウエットエッチングの方法でも微細加工による表面形態の非一様性が散乱ポテンシャルを形成する可能性があることを明らかにした。
4.トンネル効果に及ぼす次元性の効果と微細加工の影響を更に詳細に調べるため今後二重量子井戸のウエハーを用いて結合量子ドット構造を作製しトンネル時間と機構の評価検討を行う予定である。
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[Publications] E.Okuno: "Real Space Transfer and Modulation of Electron Mobility in GaAs/AlGaAs Double Quantum Well Structures" Surface Science. 267. 570-573 (1992)
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[Publications] K.Kuroyanagi: "Phonon-assisted Tunneling in a Double Quantum Well Structure" Semicond.Science & Technology. 7. B424-426 (1992)
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[Publications] A.Ishida: "Picosecond Spectroscopy of Tunneling and Energy Relaxation in Double Quantum Well Wires" Semicond.Science & Technology. 7. B427-429 (1992)
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[Publications] E.Okuno: "Measurement of Minority-Carrier Drift Velocity in Quantum Well Structures by Photoluminescence Intensity Correlation Method" Japan.J.Appl.Phys. 31. L148-150 (1992)
