2005 Fiscal Year Annual Research Report
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13852003
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
舛本 泰章 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (60111580)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池沢 道男 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 助手 (30312797)
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| Keywords | ヘテロダイン検出フォトンエコー / ノンマルコフ過程 / トンネル過程 / InP / 励起子分子 / 束縛エネルギー / 量子ビート / 量子ドット |
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| Research Abstract |
<InP単層量子ドットのヘテロダインフォトンエコー>
電場を加えられたInP単層量子ドットにおいて共鳴光生成された正孔がトンネル効果で量子ドットから抜ける過程がヘテロダインフォトンエコーの時間特性で観測され、ノンマルコフ過程の反映した特異な非指数関数的減衰を示すことが明らかにされた。また、電荷のドープに伴うパウリブロッキングがフォトンエコー信号を消滅させることが明らかになった。
<歪誘起GaAs量子ドットにおける励起子-励起子分子量子ビート>
半導体中の励起子や励起子分子の束縛エネルギーは、低次元構造では電子や正孔が空間的に閉じ込められることによって、バルク結晶の時より大きくなることが予想される。量子井戸に局所的な歪を加えることによって形成される歪誘起GaAs量子ドット試料を用いて、歪のない2次元的なGaAs量子井戸における励起子分子と、歪によって形成された0次元的な量子ドット領域に閉じ込められた励起子分子の束縛エネルギーの直接的な比較を行った。これら2つの領域は同一の試料中に存在し、共鳴する光子エネルギーによって区別する事が出来る。
励起子分子の束縛エネルギーは、量子ビートの周期から決定される。ヘテロダイン検出を利用した高感度時間分解四光波混合システムの開発によって初めて観測が可能になった。厚さ3.8nmの井戸内に作られた歪み誘起量子ドット試料の四光波混合信号には励起子分子の束縛エネルギーを反映した顕著なビートがみられる。その振動周期は量子ドットでは、量子井戸より短く、振動数が1.5倍大きくなっていることが明らかにされた。この観測は、量子井戸の2次元的閉じ込めに横方向の面内閉じ込めを付与された量子ドットで、束縛エネルギーが1.5倍に増大したことを最も直接的な形で示すものである。
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