1999 Fiscal Year Annual Research Report
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11212202
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
濱口 智尋 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40029004)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
冷水 佐寿 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (50201728)
蒲生 健次 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (70029445)
中島 尚男 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20198071)
家 泰弘 東京大学, 物性研究所, 教授 (30125984)
古屋 一仁 東京工業大学, 工学部, 教授 (40092572)
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| Keywords | 半導体超格子 / 空間変調磁場 / シリコンナノデバイス / 単電子トランジスタ / 量子細線 / 電子波干渉デバイス / 電子電子ウムクラップ散乱 / 巨大ステップ |
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| Research Abstract |
外部磁場・外部電場下におかれたGaAs/AlGaAs超格子構造の垂直伝導度が,強磁場のもとでクエンチする現象を観測し,磁場強度に伴う散乱過程の変化によることを確認した.また,GaAs/AlGaAs超格子構造の低電界移動度の非線形性より,Esaki-Ignatovモデルの妥当性とその適用限界について考察した.
GaAs/AIGaAs-HEMT構造試料の表面に強磁性体の細線アレイを付加した系を作製し,空間変調磁場中の2次元電子系の輸送現象を調べ,超周期構造による電子電子ウムクラップ散乱の効果を観測した.GaAs/AlGaAs超格子の垂直伝導を量子ホール状態において測定し,顕著な非線形伝導効果を見出した.磁場を傾けた測定によって,カイラル表面状態に対する層に平行な磁場の効果を調べた.
シリコンナノデバイスをVLSI互換プロセスで作製する方法を開発した.直径10nm以下のシリコンドットMOSFETおよびチャネル幅10nm以下のMOSFETにおいて,それぞれ室温において明瞭なクーロンブロッケード振動及び量子閉じ込め効果を観測することに成功した.
環境インピーダンス制御型単電子トランジスタおよび抵抗結合型単電子トランジスタを試作し,基本的な伝導特性を確認した.また,直列および並列量子ドット結合系を試作し,弱結合領域の輸送特性を調べた.集束イオンビームを用いて,その特長を生かした量子構造作成のためのプロセスの開発を進めてきた.
巨大ステップを持つ微傾斜GaAs(110)基板上にGaAs,InAsおよびInGaAs量子細線を分子線成長法で形成した.GaAs量子細線では変調ドープを試み,フォトルミネセンスおよび抵抗値の異方性より確認した.InAs,InGaAs量子細線のフォトルミネセンスは強く偏光していることが判明した.偏光度の組成および厚さ依存性から歪の影響と考えられる.
超微細加工および精密結晶成長技術を開発し,半導体中埋め込み25nm間隔ダブルスリット構造と100nmピッチ金属電極配列をもつ電子波干渉デバイス作製を達成した.このサンプルに対して温度4K,印加磁場3Tでの電流測定を行い,特異な電流特性を観測した.半導体中埋め込み微細金属細線構造について,金属細線による電子波回折および周囲ポテンシャルによるバイプリズム干渉観測可能性を理論的に解明した.
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[Publications] L. Eaves, H. M. Murphy, A. Nogaret S. T. Stoddart, P. C. Main, M. Henini, N. Mori, and C. Hamaguchi: "Magnetic field quenching of miniband conduction in quasi-one-dimensional superlattices"Physica B. 272. 190-193 (1999)
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[Publications] S. Torii, K. Bando, B. R. Shim, K. Maehashi and H. Nakashima: "Transmission electron microscopy and photoluminescence characterization of InAs quantum wires on vicinal GaAs (110) substrates by molecular beam epitaxy"Japanese Journal of Applied Physics. 38. 4673-4675 (1999)
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[Publications] F. Wakaya, S. Iwabuchi, H. higurashi, Y. Nagaoka, and K. Gamo: "Possible control method for single electron tunneling based on environmental impedance modulation"Applied Physics Letters. 74. 135-137 (1999)
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[Publications] L. -E. Wernersson, M. Suhara, N. Carlsson, K. Furuya, B. Gustafson, A. L.- itwin, L. Samuelson, and W. Seifer: "Lateral confinement in a resonant tunneling transistor with a buried metallic gate"Applied Physics Letters. 74. 311-313 (1999)
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[Publications] M. Kato, A. Endo, M. Sakairi, S. Katsumoto, and Y. Iye: "Electron-electron Umklapp process in two-dimensional electron gas undedr a spatially alternating magnetic field"Japanese Journal of Applied Physics. 68. 1492-1495 (1999)
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[Publications] H. Ishikuro and T. Hiramoto: "On the origin of tunneling barriers in silicon single electron and single hole transis*"Applied Physics Letters. 74. 1126-1128 (1999)
