| 研究課題/領域番号 |
09450139
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電子デバイス・機器工学
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
浅田 雅洋 東京工業大学, 工学部, 助教授 (30167887)
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| 研究分担者 |
渡辺 正裕 東京工業大学, 量子効果エレクトロニクス研究センター, 助教授 (00251637)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| 研究課題ステータス |
完了 (1998年度)
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| 配分額 *注記 |
12,300千円 (直接経費: 12,300千円)
1998年度: 6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
1997年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
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| キーワード | テラヘルツ増幅素子 / 金属 / 絶縁体超格子 / コバルトシリサイド / 弗化カルシウム / イオン化ビーム成長法 / 共鳴トンネルダイオード / フォトンアシストトンネル / テラヘルツ平面パッチアンテナ / テラヘルツ検波 / テラヘルツ用平面パッチアンテナ / 電子波ビート / 絶緑体多層構造 / GalnAs / lnAlAsヘテロ構造 |
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| 研究概要 |
テラヘルツ帯増幅の可能性を持つ固体素子として我々が提案してきた、金属/絶縁体極薄膜中の電子のフォトンアシストトンネルと電子波のビートによる集群効果を組み合わせた新しい原理の三端子増幅素子を実現するための基礎研究として、(1)この素子の入力部である極微小面積共鳴トンネル構造と微小平面アンテナの集積構造形成プロセスの確立および、(2)動作の主原理であるフォトンアシストトンネルの観測を行った。
まず、絶縁体CaF_2と金属CoSi_2からなる極微小面積共鳴トンネルダイオードを、独自に開発したイオン化ビーム成長法と電子ビーム露光で形成し、室温においてピーク/バレー比2.8の明瞭な微分負性抵抗特性を得た。このダイオードに、高い指向性を有する平面パッチアンテナを集積した構造を提案し、アンテナ特性把握のためSiO_2単障壁ダイオードをこのアンテナに集積してテラヘルツ電磁波の検波特性を測定した結果、フォトンアシストトンネル観測に十分な高周波電圧を素子に誘起できることが明らかになった。
次に、極微小面積GaInAs/InAlAs三重障壁共鳴トンネルダイオードと平面パッチアンテナの集積素子に対して、テラヘルツ電磁波の検波特性からフォトンアシストトンネルが起こっていることを確認した。また、周波数依存性から、検波特性が古典的な自乗検波と、純粋に量子論的なフォトンアシストトンネルの中間的な状態であることがわかり、このことから提案している素子はトランジスタのような古典的な電子走行と、レーザのような電子遷移を組み合わせた新しいタイプとなることが認識された。さらに、素子のもう一つの基本原理である、トンネルした電子波のビート集群における電荷粗密波の振幅が増幅動作に十分な大きさであることも見積もられた。これらの結果から、入出力構造を最適設計すれば、提案した素子の実現は可能であるとの見通しが得られた。
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