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非対称多重量子井戸構造における準位の共鳴と光非線形性

研究課題

研究課題/領域番号 05452112
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

澤木 宣彦  名古屋大学, 工学部, 教授 (70023330)

研究分担者 後藤 英雄  中部大学, 工学部, 助教授 (00195942)
研究期間 (年度) 1993 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
1995年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1994年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1993年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
キーワード結合量子井戸 / 量子準位共鳴効果 / 光非線形性 / 電子波混合 / ホトルミネセンス / 光吸収 / 励起子 / 光変調器 / デルタドープ構造 / ホトルミネッセンス
研究概要

多重量子井戸構造における量子準位の共鳴・非共鳴現象と光学定数との関係を明らかにすることにより、低い励起強度でも大きな光非線形性を起こさせる可能性を実験的に検証することを目的として、GaAs/AlGaAs系非対称結合三重量子井戸構造をMBE法により作製し光学的特性を評価した。最終年度の平成7年度は前年度までの成果をもとに、光非線形性の実証を行うため、フェムト秒レーザを用いた透過光の励起光強度依存性を解析した。
まず、基礎実験として、He-Neレーザを用いた連続光によるホトルミネッセンススペクトルの励起光強度依存性を測定し、励起光の強度によってスペクトルピークが変化し、前年度明らかにした外部電界依存性との対応が得られた。すなわち、光励起により注入された電子と正孔の量子井戸間の遷移によって生ずる内部電界が三重量子井戸構造の準位の共鳴を引き起こすことが明らかになった。次いで、チタンサファイアレーザを用いフェムト秒パルスレーザによる共鳴励起を試みた。透過光強度は励起光に対して非線形に変化しある臨界値以上では励起光を強くすると透過光が逆に減少する負性特性が得られた。同様の現象は単一量子井戸構造やGaAsバルク材料では見いだされなかった。また、透過光の負性特性の励起光波長依存性を評価したところ、負性特性は三重量子井戸構造の特性エネルギーのうち、中間の量子井戸に対応するエネルギーで最も強いことがわかり、この強い非線形性が三重量子井戸構造に特有の現象であることがわかった。
以上の結果、三重量子井戸構造では準位の共鳴効果を利用することにより、バルク材料や単一量子井戸構造では不可能な弱い励起光強度できわめて強い光非線形性を出現できることが明らかになった。

報告書

(4件)
  • 1995 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] S. Niwa: "Picosecond photoluminescence study of relaxation phenomena of hot-electrons in a quasi-one-dimensional structures" Jpn. J. Appl. Phys.34. 4515-4518 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Taya: "Tunneling escape time in quasi-zero-dimensional quantum wells" Extnd. Abstract 2nd Intern. Workchop on Quantum Functional Devices, Matsue. 64-65 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Sawaki: "Reduction of energy relaxation rate of photo-excited hot electrons in quasi-one and zero-dimensional structures" Proc. Intern. Conf. Hot Carriers in Semiconductors, Chicago. (印刷中). (1996)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Ahn: "Optical Non-linersity in an Asymmetric Triple Quantm Well Structure" Extnd. Abstract Intern. Workshop on Femtosecond Technology, Tsukuba. 100- (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Anzai: "Tunneling Escape Time in Coupled Quantum Well Structures" 14th Electronic Materials Symposioum, Izu-Nagaoka,. F14- (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Sawaki: "Resonance of Electronic States and Indirect Excitons in an Asymmetric Quantum Well Structures" Physica B. (印刷中). (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Niwa, T.Suzuki, N.Sawaki: "Picosecond photoluminescence study of relaxation phenomena of hot-electrons in a quasi-one-dimensional structures" Jpn.J.Appl.Phys.34 No.8. 4515-4518 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Taya, T.Suzuki, N.Sawaki, and K.Hara: "Tunneling escape time in quasi-zero-dimensional quantum wells" Extnd.Abst.2nd Intern.Workshop on Quantum Functional Devices, Matsue. 64-65 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Sawaki, S.Niwa, M.Taya, T.Murakami, and T.Suzuki: "Reduction of energy relaxation rate of photo-excited hot electrons in quasi-one and zero-dimensional structures" Proc.Intern.Conf.Hot Carriers in Semiconductors, Choicago. (in press). (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Ahn, M.Yamaguchi, T.Kidokoro, N.Sawaki, T.Suzuki, and K.Hara: "Optical Non-linersity in an Asymmetric Triple Quantm Well Structure" Extnd.Abstract Intern.Workshop Femtosecond Tech.Tsukuba. 100. (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Anzai, N.Sawaki, A.Tackeuchi, and S.Muto: "Tunneling Escape Time in Coupled Quantum Well Structures" 14th Electronic Materials Symposium, Izu-Nagaoka. F-14. (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yamaguchi, K.Masukawa, N.Ikedo, N.Sawaki, K.Fujii, and H.Goto: "Tunneling and Interference of Electronic States in Double Qantum Well Structures" Physica B. in press. (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Sawaki, T.Kidokoro, S.Ohsaki, T.Suzuki, and K.Hara: "Resonance of Electronic States and Indirect Excitons in an Asymmetric Quantum Well Structures" Physica B. in press. (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Niwa: "Picosecond photoluminescence study of relaxation phenomena of hot-electrons in a quasi-one-dimensional structures" Jpn.J.Appl.Phys.34. 4515-4518 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] M.Taya: "Tunneling escape time in quasi-zero-dimensional quantum wells" Extnd.Abstract 2nd Intern.Workshop on Quantum Functional Devices,Matsue. 64-65 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] N.Sawaki: "Reduction of energy relaxation rate of photo-excited hot electrons in quasi-one and zero-dimensional structures" Proc.Intern.Conf.Hot Carriers in Semiconductors,Chicago,. (印刷中). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ahn: "Optical Non-Iinersity in an Asymmetric Triple Quantm Well Structure" Extud.Abstract Intern.Workshop on Femtosecond Technology,Tsukuba. 100- (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yamaguchi: "Tunneling and Interference of Electronic States in Double Qantum Well Structures" Physica B. (印刷中). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] N.Sawaki: "Resonance of Electronic States and Indirect Excitons in an Asymmetric Quantum Well Structures" Physica B. (印刷中). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sugiura: "Raman scattering study of TO phonon modes in InGaAsP/GaAs" Semicond.Sci.& Technol.9. 1800-1804 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Suzuki: "The C-V profile of heavily silicon δ-doped GaAs grown by MBE" Control of Semiconductor Interfaces,. 489-494 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Suzuki: "Autocompensation in Si plalar doped GaAs" Appl.Suf.Science. 82/83. 103-108 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] H.Goto: "Negative magnetoresisitance in a Si-atomic layer doped GaAs" Proc.Intern.Symp.on GaAs and Related Compound. (印刷中). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] S.Fukuta: "Modulation of optical spectra in an asymmetric triple quantum well structures" Semicond.Sci.& Technol.8. 1881-1884 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sugiura: "Raman scattering of InGaAsP lattice-matched to GaAs in the region of immisibility," Jpn.J.Appl.Phys.32. 2718-2721 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] N.Sawaki: "Electron mobility in quasi-one dimensional structures" Semicond.Sci.& Technol.9(印刷中). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.Suzuki: "The C-V profile of heavily silicon δ-doped GaAs grown by MBE" Proc.Intern.Symp.on Control of Semiconductor Interfaces,Karuizawa. 1994. (印刷中). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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