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低次元励起子のFano共鳴

研究課題

研究課題/領域番号 11640308
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
研究機関筑波大学

研究代表者

日野 健一  筑波大学, 物質工学系, 助教授 (90228742)

研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2001年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
2000年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
1999年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
キーワード励起子 / 低次元半導体 / Fano共鳴 / 量子井戸 / 超格子 / Wannier-Stark ladder / 価電子帯混合 / 多チャンネル散乱 / 光吸収スペクトル / Wannier-Stark階段 / 低次元励起子 / 多チャンネル散乱理論 / 重なり共鳴 / Landau―Zenerモデル / 断熱展開
研究概要

低次元半導体の励起子には、空間次元の量子閉じ込め効果によるサブバンド分裂に従って、バルク系では現れない多チャンネル散乱状態であるFano共鳴(FR)状態が発現する。従来の低次元励起子におけるFRの理論は散乱問題としての側面を有していないため、FR状態を正確に理解する際に様々な弊害が生じる。本研究では、これらの問題点を全て克服した新しい低次元励起子の多チャンネル散乱理論を構築することに成功した。このFR理論では、価電子帯混合を考慮したLuttinger Hamiltonianに断熱展開法とR行列伝搬法を適用することによって散乱状態を記述している。これにより、自然スペクトルや共鳴幅等の計算をab initioに遂行できるようになり、実験との詳細な比較も可能となった。GaAs/Al_xGa_<1-x>Asの量子井戸や超格子(Wannier-Stark ladder (WSL))における励起子に上記の理論を適用し、井戸幅や電場、磁場の強さを変化させた際の、FRスペクトルの強度、形状、共鳴幅等の詳細な変化の様子を調べた。とりわけ、単一量子井戸では、井戸幅が大きくなるにつれて価電子帯混合に起因する重なり共鳴が重要となる。非対称二重量子井戸では、異なる井戸層に起因する電子・正孔対による励起子が価電子帯混合を媒介としある程度大きな振動子強度を有し、その存在が実験でも観測されている。また、WSL励起子系では、印加電場の強さの変化による擬2次元系からバルク系への次元遷移の際、FRが重要な役割を果たしていることが分かった。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] K.Hino: "The valence-band coupling effect on Fano profiles of magnetoexcitons in semiconductor quantum wells"J. Luminescence. 87-89. 535-537 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hino: "Fano Resonances of Quasi-Two-Dimensional Magnetoexcitons by the Three-Channel Landau-Zener Model"J. Phys. Soc. Jpn.. 69. 836-850 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hino: "Multi-channel Scattering Calculations of Fano Interference of Quasi-Two-Dimensional Excitons"J. Phys. Soc. Jpn.. 69. 3441-3450 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hino: "Conspicuous influence of hole-subband mixing on Fano-resonance profiles of excitons in a wide quantum well"Phys. Rev. B 62., R10626-R10629(2000) Erratum, Phys. Rev. B. 63. 119901-1-119901-1 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hino: "Novel Approach to Fano Resonance of Excitons in Semiconductor Quantum Wells Excitonic Processes in Condensed Matter"ed. K. Cho and A.Matsui (World Scientific, Singapore). 217-220 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hino: "Overlap structure of Fano-resonance profiles of excitons in a semiconductor quantum well"Phys. Rev. B. 64. 075318-1-075318-12 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Morishita, K.Hino, T.Edamura, D.Kato, S.Watanabe, M.Matsuzawa: "Hypersphercal L^2-integrable basis method for energetic proton and anti-proton impact autoionization of a helium"J. Phys. B. 34. L475-L484 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Azuma N.Toshima, K.Hino, A.Igarashi: "Basis-spline calculations of proton and anti-proton impact ionization of a hydrogen atom"Phys. Rev. A. 64. 062704-1-062704-9 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hino: "High-Resolution Calculations of Fano Resonance of Excitons in Semiconductor Quantum Wells and Superlattices"Bulletin of the Stefan University, Luminescent Materials. 14. 39-42 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hino: "The valence-band coupling effect on Fano profiles of magnetoexcitons in semiconductor quantum wells"J. Luminescence. 87-89. 535-537 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hino: "Fano Resonances of Quasi-Two-Dimensional Magnetoexcitons by the Three-Channel Landau-Zener Model"J. Phys. Soc. Jpn.. 69. 836-850 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hino: "Multi-channel Scattering Calculations of Fano Interference of Quasi-Two-Dirrieilsional Excitons"J. Phys. Soc. Jpn.. 69. 3441-3450 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hino: "Conspicuous influence of hole-subband mixing on Fano-resonance profiles of excitons in a wide quantum well"Phys. Rev. B. 62 [Erratum, Phys. Rev. B 63, 119901_1-119901_1 (2001). R10626-R10629 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hino: "Novel Approach to Fano Resonance of Excitons in Semiconductor Quantum Wells"Excitonic Processes in Condensed Matter, ed. K. Cho and A. Matsui (World Scientific, Singapore, 2001). 217-220

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hino: "Overlap structure of Fano-resonance profiles of excitons in a semiconductor cmanturn well"Phys. Rev. B. 64. 075318_1-075318_12 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Morishita, K. Hino, T. Edamura, D. Kato, S. Watanabe, M. Matsuzawa: "Hypersdherical L2-integrable basis method for energetic proton and anti-proton impact autoionization of a helium"J. Phys. B. 34. L475-L484 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Azuma, N. Toshima, K. Hino, A. Igarashi: "Basis-spline calculations of proton and anti-proton impact ionization of a hydrogen atom"Phys. Rev. A. 64. 062704_1-062704_9 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hino: "High-Resolution Calculations of Fano Resonance of Excitons in Semiconductor Quantum Wells and Superlattices"Bulletin of the Stefan University, Luminescent Materials. 14. 39-42 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hino: "Novel Approach to Fano Resonance of Excitons in Semiconductor Quantum Wells"Excitonic Processes in Condensed Matter, ed. K. Cho and A. Matsui(World Scientific, Singapore, 2001). 217-220

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K. Hino: "Overlap structure of Fano-resonance profiles of excitons in a semiconductor quantum well"Phys. Rev. B. 64. 075318_1-075318_12 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T. Morishita, K. Hino, T. Edamura, D. Kato, S. Watanabe, M. Matsuzawa: "Hyperspherical L^2-integrable basis method for energetic proton and anti-proton impact autoionization of a helium"J. Phys. B. 34. L475-L484 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J. Azuma, N. Toshima, K. Hino, A. Igarashi: "Basis-spline calculations of proton and anti-proton impact ionization of a hydrogen atom"Phys. Rev. A. 64. 062704_1-062704_9 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K. Hino: "High-Resolution Calculations of Fano Resonance of Excitons in Semiconductor Quantum Wells and Superlattices"Bulletin of the Stefan University, Luminescent Materials. 14. 39-42 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hino: "The valence-band coupling effect on Fano profiles of magnetoexcitons in semiconductor quantum wells"J.Luminescence. 87-89. 535-537 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hino: "Fano Resonances of Quasi-Two-Dimensional Magnetoexcitons by the Three-Channel Landau-Zener Model"J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 836-850 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hino: "Multi-channel Scattering Calculations of Fano Interference of Quasi-Two-Dimensional Excitons"J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 3441-3450 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hino: "Consoicuous influence of hole-subband mixing on Fano-resonance profiles of excitons in a wide quantum well"Phys.Rev.B. 62. R10626-R10629 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hino: "Novel Approach to Fano Resonance of Excitons in Semiconductor Quantum Wells"Int.J.Mod.Phys.B. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hino: "Fano Resonances of Quasi-Two-Dimensinal Magnetoexcitons by the Three-Channel Landau-Zener Model"J.Phys.Soc.Jap.. 69(印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hino: "The valence-band coupling effect on Fano profiles of magnetoexcitons in semiconductor quantum wells"J.Luminescence. (印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2020-05-15  

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