微細加工による準周期構造の電子状態の研究

• 研究課題/領域番号: 01630505
• 研究種目: 重点領域研究
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 大塚 洋一 東京大学, 低温センター, 助教授 (50126009)
• 研究分担者: 小林 俊一 東京大学, 理学部, 教授 (90029471) ; 多田 哲也 東京大学, 理学部, 助手 (40188248)
• 研究期間 (年度): 1989
• 研究課題ステータス: 完了 (1989年度)
• 配分額: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円); 1989年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
• キーワード: 準周期系 / 2次元電子系 / 微細加工

研究概要

準周期ポテンシャル中の電子がどの様な状態にあり、それが周期的、或は不規則的なポテンシャル中の状態とどう異なるかは興味深い問題であり、これまでに理論的には精力的な研究が行われてきている。しかし、実験的な研究は殆ど行われていないのが現状である。本課題はこの問題を実験的に研究することを目的としている。
対象とする系は、変調ド-プ型のAlGaAs/GaAsヘテロ界面に生じる高易動度2次元電子ガスに、いわゆるHEMT構造で細線ゲ-トを準周期的に配列して変調ポテンシャルを加えた系であり、このような系の電子状態を電気伝導をプロ-ブとして調べる。特に、単色性の強い電子波についての情報を得る為に、測定は極低温で行う。
本年度は昨年度に引続き、電子線リソグラフィ-等の微細加工を含む試料作成プロセスの確立と、試料の試作を行った。現在、ゲ-ト幅としては、0.1μmあるいはそれ以下、またゲ-ト間隔としては0.5μmのものが作成可能になっている。試料としては、20μm幅の2次元電子ガスチャンネル上に上の寸法でゲ-トをフィボナッチ列第9および第10世代で一次元的に配列したものを試作した。また、ゲ-トの寸法上比較的波長の長い電子波の振舞いを調べる必要があるため、試料はチャンネルの電子濃度を制御できる構造にしている。
次年度は、本年度試作した試料および新たに作成する試料を用いて、準周期的ポテンシャル中の電気伝導を、電子波の波長、変調ポテンシャルの強さといったパラメ-タについて、希釈冷凍機温度までの低温で系統的に測定し、このようなポテンシャルの中の電子状態についての実験的な知見を求める予定である。また、新たに、これまでに蓄積した微細加工技術を用いた、準周期的ポテンシャル中のヘリウム第三音波の伝播についての研究も計画している。