2007 Fiscal Year Annual Research Report
半導体量子リングと関連ナノ構造による電子と正孔の新制御法の開発と素子応用の探索
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17206034
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| Research Institution | Toyota Technological Institute |
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Principal Investigator |
榊 裕之 Toyota Technological Institute, 工学部, 教授 (90013226)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平川 一彦 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (10183097)
秋山 英文 東京大学, 物性研究所, 准教授 (40251491)
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| Keywords | 量子リング構造 / 半導体ナノ構造 / GaSb / 第2種ヘテロ構造 / 量子閉じ込め / InAs / 量子ドット / 量子ロッド |
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| Research Abstract |
本年度は、1.量子リングやドット構造の自己形成手法の高度化、2.それらが関与する特異な電子伝導と光検出機能および3.光学特性について研究を進め、以下の成果を得た。
これまで、格子定数の異なる基板上のStranski-Krastanov(SK)型成長で10nm級のドットが自己形成する過程を利用し、これに一工夫を加えてリング構造を作成してきたが、本年は別の液滴エピタキシー手法を検討し、成長過程の設定次第で、良質なGaSbやInSbのドットに加え、リング構造が形成できることを見出した。
また、GaSbの量子ドットを伝導路の近傍に埋めこんだp型ヘテロFET素子を開発、ゲート電圧の印加で正孔を蓄積させて閾値の制御可能性を示すとともに、光照射でも正孔が蓄積されるため、近赤外光を検出できることも明らかにした。また、単一のSKドットに微細電極を設けた素子では、電極材料に依ってスピンが関与する特異な電子伝導の生じることも示した(平川チーム)。
さらに、ドットやリング内の励起子の量子状態や光学特性を理論解析し、束縛エネルギーや波動関数の形状を明らかにするとともに、各種のドットやリングを埋めこんだ構造の蛍光特性を実験的に調べ、その特徴を示すとともに、多重極放射素子への応用可能性を検討した。また、量子リング内の電子や正孔は、その形状により、量子細線に近い量子状態を作る。そこで、量子細線内に1次元的な励起子や電子・正孔を導入した時の光学特性を、理論実験の両面から調べ、一連のユニークな特徴が現れることを示した(秋山チーム)。
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[Journal Article] Kondo effect in a semiconductor quantum dot coupled to ferromagnetic electrodes2007
Author(s)
K. Hamaya, M. Kitabatake, K. Shibata, M. Jung, M. Kawamura, K. Hirakawa, T. Machida, T. Taniyama, S. Ishida, and Y. Arakawa,
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Journal Title
Applied Physics Letters Vol.91
Pages: 232105
Peer Reviewed
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[Journal Article] Spin transport through a single self-assembled InAs quantum dot with ferromagnetic leads2007
Author(s)
K. Hamaya, S. Masubuchi, M. Kawamura, T. Machida, M. Jung, K. Shibata, K. Hirakawa, T. Taniyama, S. Ishida, and Y. Arakawa
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Journal Title
Applied Physics Letters Vol.90,(5)
Pages: 053108-1-3
Peer Reviewed
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