| 研究概要 |
MBE法によって作製された二次元電子ガスを有するGaAs系単一量子井戸構造基板表面において電子線露光装置およびウエットエッチングを用いることにより,極短周期(周期60nm〜300nm)のライン&スペース構造を作製した.作製した試料は走査型電子顕微鏡で観察し,細線のゆらぎも少なく非常に良好であることがわかった.
これらの試料に対して,AuGeでオーミック電極を形成し二次元電子ガスにおける磁気輸送特性を4.2Kにおいて測定した.その結果,シュブニコフ・ド・ハース振動に加えて新たな振動が観測され,その観測された磁場の逆数がライン&スペースの周期に依存していることがわかった.このことからライン&スペース構造の周期に依存した振動はワイス振動であることがわかった.今回作製した試料においてはフェルミ波長が約33nmとなっているために,最小寸法の周期60nmのライン&スペース構造にライン幅あるいはスペース幅と同程度のものとなっている.そのため作製された周期構造によるポテンシャル変調をあまり受けないと考えられる状態に電子が存在しているにもかかわらず,磁気抵抗にその影響が観測されたことがわかった.
また,単一量子井戸を含む基板上に電子線用レジストのライン&スペース構造を作製し,その上から金の薄膜を蒸着した試料の対して,77Kでのフォトルミネッセンス強度を励起光の入射角の関数として測定した.その結果,複数の入射角に対してフォトルミネッセンス強度が極大値を示すことが観測された.これは表面プラズモンの励起により,量子井戸内の電界が増大したことによるフォトルミネッセンス強度の増大効果として説明される.
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