1993 Fiscal Year Annual Research Report

半導体量子箱および人工局在準位(スーパードナー)における電子状態と遷移過程の研究

Research Project

Project/Area Number	04402030
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	榊裕之東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90013226)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	永宗靖東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (20218027) 荒川泰彦東京大学, 生産技術研究所, 教授 (30134638)
Keywords	量子箱 / 結合した量子箱(C-QB) / ミニバンド / ブロッホ振動 / 二重量子井戸 / 共鳴結合 / サブバンド間励起 / (311)面
Research Abstract	まず、量子箱を介した電子伝導に関して理論・実験の両面から研究を進め、以下の実績を得た。(1-a)結合した量子箱構造(C-QB)ではミニバンドを電子で充満させると、絶縁状態が生じ、電気抵抗が急増することを実証するとともに、(1-b)光学フォノン散乱を抑制した状況下で、C-QB系に強い電界を加えると室温でもテラヘルツ帯のブロッホ振動の生じること、(1-c)多数の準位を持つ量子箱では、低温で電子の相関作用のため電流電圧特性に特異な構造の生じることを理論的に示した。また、(1-d)量子細線上に二個の制御ゲートを隣接させた構造では、中央の量子箱構造でクーロン反発力が十分に作用し、ゲート障壁を交互に増減させることにより、各周期に単一の電子が正確に転送できることを実証した。続いて、二つの量子井戸を結合させた構造において局在準位を利用する試みを進め、まず、(2-a)一方の井戸にのみ不純物を入れた構造ではゲート電極の作用で井戸間の結合状態を制御すると、井戸の面に沿う電導率が大きく変化するため特異なFET作用を示すことと、(2-b)この結合が膜面に平行な磁界の作用で、敏感に制御できることを実証した。さらに、(2-c)隣接した量子井戸の一方から他方へ電子を光学的に転送させる基礎実験を行い、励起準位を共鳴結合させた状態で、サブバンド間励起をCO2レーザ光で行うと可能となることを、蛍光分光の計測により実証した。以上の他に、局在準位として利用するために、(311)面上の量子井戸内にドープしたSiの作るアクセプター準位について調べ、その束縛エネルギーの構造依存性に関する知見を得るとともに、サブミクロン寸法の微細構造を形成するための基礎的検討を進めた。

Research Products
(8 results)

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All Publications (8 results)

[Publications] H.Noguchi,H.Sakaki,T.Takamasu and N.Hiura: "Injulator-like miniband transport in heavily doped super lattias under high magnetic fields" Physica B. 184. 293-297 (1993)
[Publications] Y.Ohno,M.Tsuchiya and H.Sakaki: "Giantic negative transconductance and mobility modulation in a double quantum well structure via gate-controlled resonant coupling" Applied Physics Letters. 62. 1952-1954 (1993)
[Publications] H.Noguchi,J.P.Leburton and H.Sakaki: "Transient and steady state analysis of electron transport in one dimensional coupled quantum box structures" Physical Review B. 47. 15593-15600 (1993)
[Publications] J.Motohisa,H.Sakaki: "Quasi one dimensional electron gas and its magnetic depopulation in a quantum wire prepared by overgrowth on a cleaved edge of AlGaAs/GaAs multiple quantum wells" Applied Physics Letters. 63. 1786-1788 (1993)
[Publications] 榊裕之: "メゾスコピックおよびミクロスコピック量子構造の電子伝導デバイスへの応用" 固体物理. 28. 138-146 (1993)
[Publications] T.Inoshita,A.Shimizu,Y.Kuramoto,H.Sakaki: "Correlated electron transport through a quantum doti the multi-level effect" Physical Review B. 48. 14725-14728 (1993)
[Publications] H.Noguchi 他: "Phonons in Semiconductor Nanostructures" Kluer Academic Publishers, 509 (1993)
[Publications] 榊裕之共著: "先端デバイス材料ハンドブック" オーム社, 700 (1993)

1993 Fiscal Year Annual Research Report

半導体量子箱および人工局在準位(スーパードナー)における電子状態と遷移過程の研究

Principal Investigator

榊 裕之 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90013226)

Research Products

[Publications] H.Noguchi,H.Sakaki,T.Takamasu and N.Hiura: "Injulator-like miniband transport in heavily doped super lattias under high magnetic fields" Physica B. 184. 293-297 (1993)

[Publications] Y.Ohno,M.Tsuchiya and H.Sakaki: "Giantic negative transconductance and mobility modulation in a double quantum well structure via gate-controlled resonant coupling" Applied Physics Letters. 62. 1952-1954 (1993)

[Publications] H.Noguchi,J.P.Leburton and H.Sakaki: "Transient and steady state analysis of electron transport in one dimensional coupled quantum box structures" Physical Review B. 47. 15593-15600 (1993)

[Publications] J.Motohisa,H.Sakaki: "Quasi one dimensional electron gas and its magnetic depopulation in a quantum wire prepared by overgrowth on a cleaved edge of AlGaAs/GaAs multiple quantum wells" Applied Physics Letters. 63. 1786-1788 (1993)

[Publications] 榊裕之: "メゾスコピックおよびミクロスコピック量子構造の電子伝導デバイスへの応用" 固体物理. 28. 138-146 (1993)

[Publications] T.Inoshita,A.Shimizu,Y.Kuramoto,H.Sakaki: "Correlated electron transport through a quantum doti the multi-level effect" Physical Review B. 48. 14725-14728 (1993)

[Publications] H.Noguchi 他: "Phonons in Semiconductor Nanostructures" Kluer Academic Publishers, 509 (1993)

[Publications] 榊裕之 共著: "先端デバイス材料ハンドブック" オーム社, 700 (1993)

榊裕之東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90013226)

[Publications] 榊裕之共著: "先端デバイス材料ハンドブック" オーム社, 700 (1993)