量子ドット集合体におけるドット間相互作用と光伝導

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09831004
• Research Institution: Konan University
• Principal Investigator: 杉村 陽 甲南大学, 理学部, 教授 (30278791)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 梅津 郁郎 甲南大学, 理学部, 助教授 (30203582)
• Keywords: 量子ドット / 自己形成 / InGaAs / GaAs / トンネル結合 / ドット間結合 / フォトルミネッセンス / 光伝導 / 高密度ドット

Research Abstract

InGaAs/GaAs自己形成型量子ドット集合体において、高密度ドット系ではフォトルミネッセンスのスペクトルが非対称的になるという結果が以前に得られている。この現象は、ドット内の電子軌道は球対称なs軌道であるため、ドット間のトンネル結合はあらゆる方向に存在し、このことを反映して、ドット間距離が充分近いときはドット間の結合が生じて電子の状態密度が非対称になり、またピークが高エネルギ側へ移動すると考えることができる。すなわちドット間相互作用の大きさを、余分なプロセスを必要としない光学的手法により評価できるということを意味している。本年度は、この手法を用いてドット間相互作用が強くなるようなドット系の構造を設計し多数の試料の試作を行った。そして、ドット間相互作用が大きいと見積もられる試料について、電極付けを行い光伝導特性の測定を行った。
光を照射しない状態では、電流はほとんど流れなかった。これは、キャリアの量が充分でなく試料が半絶縁状態になっているためであると思われる。一定量の光を照射したとき、電気抵抗は小さくなり電流が流れるようになった。この状態での電流-電圧特性を測定してみると、ドット間相互作用が小さい試料においては単調な増加関数になっていた。しかし、ドット間相互作用の大きい試料では、電流-電圧特性に起伏が見られ、ある電圧で微分抵抗の値がピークを示すという非線形特性が得られた。このピークの位置はドットの量子準位に対応すると思われるが、照射光量を増加させるに従いその位置が高エネルギー側へ移動する。つまり、高密度ドット系において、電子間の多体効果に基づくと思われる非線型電気伝導現象を測定する事ができた。

Research Products

• [Publications] I.Umezu et al: "A comparative study of the photoluminescence properties of u-SiO_2 : H film and silicon nanocrystallites"Journal of Non Crystalline Solids. (印刷中). 1-5 (2000)
• [Publications] H.Kataura et al.: "Optical properties of single wall carbon nanotules"Synthetes Metals. 103. 2555-2558 (1999)
• [Publications] I.Umezu et al.: "Effects of thermal processing on photoluminescence of Si nanocrystallites prepared by pulsed laser ablatich"Proe 5th Int.symp.Quention Confinement Nanostuctares. 98-19. 40-48 (1999)
• [Publications] H.Kataura et al: "Optical absorption and resonance paman Acattering of Carbon nanotubes"Electronic propertees of Novel Materials. 328-332 (1999)
• [Publications] K.Oyoshi et al.: "Strucure optical absorption and electronic steetes of Zn ion implanted and subseqeently connecled sol gel anatase TeO_2 felms"Nuclear Instruments and Methods in Phipies Releard B. (印刷中). (2000)