単一ヘテロ接合における2次元プラズモン励起の近接電磁場パターン

1998 Fiscal Year Final Research Report Summary

• Project/Area Number: 09640390
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: 固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
• Research Institution: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 片山 信一 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 教授 (30018270)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 土家 琢磨 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助手 (40262597)
• Project Period (FY): 1997 – 1998
• Keywords: heterojunctions / 2D plasmons / FIR(far-infrared-sadiation) / light scattering / optical phonons

Research Abstract

半導体単一ヘテロ接合における2次元プラズモン励起および光学フォノンの光学的特性とそれに伴う電磁場プロファイルの研究を行った.成果を下記の3点にまとめる.
(1)ヘテロ接合におけるホット2次元プラズモンからの遠赤外線放射
遠赤外線(FIR)域光源としてホットな2次元プラズマンによる発光に注目した.金属および誘導体表面グレーティングを想定して,グレーティングと周期や空隙/物質比を種々に変えて2次元プラズマからの放射電磁場パターンを明らかにした.
(2)横方向密度変調2次元電子系のプラズマ集団励起と電場パターン
縦バイアス印加によって横方向に弱く変調した2次元電子系のプラズマ励起のエネルギーと電場を調べた.特に浅いエッチングにより作製した周期的矩型構造へ透明電極をつけた場合のプラズモンエネルギー分散,静電ポテンシャルの面内パターンを詳細に計算した.その結果,周期的電極と2次元電子層の距離に敏感なプラズモンバンドの様相を明らかにすることができた.
(3)n-型A1GaAs/GaAsヘテロ接合からの共鳴光散乱
Siδnドープn-型 A1GaAs/GaAsヘテロ接合からの共鳴光散乱に強い非対称を有する光学フォノンスペクトルを見い出した.非対称の起源は障壁層光学フォノンの寄与とSiδドープ層に残留する電子のサブバンド間遷移による光散乱との干渉効果に帰着できる.

Research Products

• [Publications] S.Katayama: "Far-intraced emission spectra from hot two-dimensional Plasma in heterojunctions"Solid-State Electronics. 42. 1561-1564 (1998)
• [Publications] S.Katayama: "Resonant Light Scattering by Coupled Election-LO Phonon System in S-doped AlGaAs/GaAs Single-Heterojunctions"Microelectronic Engineering. 47. 297-299 (1999)
• [Publications] S.Katayama: "Resonant Light Scattering as a Probe of Si S-Layer in Al GaAs/GaAs Heterojunctions"phys.stat.sol.(b). 215. 359-364 (1999)