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高易動度2次元電子系におけるバリスティック電子の散乱機構

研究課題

研究課題/領域番号 08740243
研究種目

奨励研究(A)

配分区分補助金
研究分野 固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
研究機関大阪大学

研究代表者

音 賢一  大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30263198)

研究期間 (年度) 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1996年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードバリスティック伝導 / 平行磁場 / 2次元電子系 / 界面ラフネス散乱 / 平均自由行程 / 磁気電子フォーカス効果 / ヘテロ接合 / 小角散乱
研究概要

GaAs/AlGaAs半導体ヘテロ界面の高易動度2次元電子系をメゾスコピックなサイズに微細加工した系で見られるバリスティック伝導とその散乱長を決める様々な散乱の詳細ついて研究した。2次元電子系に平行な向きの強磁場(10T程度)の下での磁気電子フォーカス効果を測定し、フォーカス効果のピーク値の端子距離依存性からバリスティック散乱長を調べた。平行磁場により2次元電子系の厚み方向のローレンツ力が加わるため、ヘテロ界面に閉じ込められた電子の厚み方向の分布が変調される。通常、ヘテロ界面から10nm程度に分布している電子分布を、平行磁場により界面に「押しつける」とき、バリステッィク散乱長は平行磁場の無いときより小さくなり、平行磁場10Tで約15%減少した。また、逆向きの平行磁場下では電子が界面から遠ざかる向きの力を受け、バリスティック散乱長は増大した。大まかに見積もった電子の波動関数の重心位置の変化は非常にわずかであるため、この平行磁場による散乱長の変化は、界面付近の散乱原因であるラフネス散乱や合金散乱の寄与が変化したためと考えられる。さらに、様々な易動度のウエハを使って試料を作製し、バリスティック散乱長に与える平行磁場の影響を調べたところ、元の易動度の高い試料ほど平行磁場の影響が顕著であった。極低温でのHEMT構造の2次元電子系の易動度を決めているのは、もっぱらイオン化ドナーによる不純物散乱であるが、平行磁場により通常表に出にくい界面付近の散乱が増減しているものと考えられる。
このほか、平行磁場によるフェルミ面の異方性の研究や、正の磁気抵抗の起源について現在詳しく調べている。

報告書

(1件)
  • 1996 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] K.Oto: "Ballistic Scattering Length in the Parallel Magnetic Field in GaAs/AlGaAs Heterostructure" Proc.Int.Conf.on Quantum Devices and Circuits,1996,Alexandria,Egypt. (Imperial College Press). 98-103 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Oto: "Influence of Parallel High Magnetic Field on the Ballistic Transport in Two-Dimensional Electron System" Proc.12th Int.Conf.High Magnetic Fields in Semiconductor Physics,1996,Wurtzburg,Germany.(印刷中).

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2020-05-15  

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