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半導体量子井戸構造における励起子の輸送制御と輻射場との相互作用

研究課題

研究課題/領域番号 06245204
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関千葉大学

研究代表者

松末 俊夫  千葉大学, 工学部, 講師 (20209547)

研究分担者 秋山 英文  東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (40251491)
研究期間 (年度) 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1994年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード拡散 / 量子井戸 / 励起子 / 輸送過程 / 磁場効果 / キャリア濃度依存性 / 砒化ガリウム / 光励起キャリア
研究概要

単一モード光ファイバーをマスクとして用いた拡散測定システムを開発し、様々な条件で拡散ダイナミックスを測定可能とした。これを用いて、GaAs/AlGaAs量子井戸構造における励起子の井戸面内の拡散速度を評価した。さらに拡散が構造やキャリア濃度、外場によりいかに変化するかを調べ、拡散の制御とそれがデバイス特性の改善につながる可能性を探った。
まず、キャリア濃度による変化を明らかにするため、無添加およびp型変調ドープ量子井戸構造における光励起キャリアの拡散を調べた。77Kにおいて弱励起(励起キャリア濃度10^8cm^<-2>)から強励起(10^<12>cm^<-2>)の領域で系統的に測定を行なった。その結果、光励起キャリアやド-ピングキャリアによる散乱のため拡散が抑制されること、低温では自由キャリアによる両極性拡散が支配的ではなく、励起子効果が拡散を促進していること等を明らかにした。
次に、光ファイバーの先に取り付けた試料を超伝導磁石中に挿入し、強磁場により拡散が変化する様子を調べた。励起子は中性準粒子であるにもかかわらず井戸面に垂直に磁場を印加することにより、拡散が大きく抑制されることがわかった。2テスラ程度で拡散速度が数分の1に減少し、それが2次元励起子の0次元化に伴う有効質量の増大として理解できることを示した。
これらの成果をもとに拡散を制御することで、微小発光デバイスの表面非発光再結合を低減し、発光効率を改善させることなどができるであろう。また、拡散過程の変化に伴ってコヒーレントダイナミックスの変化が予想され、それが発光や光非線形性等にいかに関わるかを明らかにしていきたい。

報告書

(1件)
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (2件)

  • [文献書誌] H.Akiyama: "Carrier Scattering and Excitonic Effects on Electron-hole-pair Diffusion in Non-doped and P-doped GaAs/AlGaAs Quantum Well Structures" Phys.Rev.B49. 14523-14530 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] H.Akiyama: "Exciton Diffusion and Energy Relaxation in GaAs Quantum Wells under Strong Magnetic Field" IQEC'94(USA,1994). (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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