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半導体超格子を用いたコヒーレントフォノン共鳴トンネルデバイスの設計

研究課題

研究課題/領域番号 13650001
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 応用物性・結晶工学
研究機関北海道大学

研究代表者

水野 誠司  北海道大学, 大学院・工学研究科, 講師 (90222322)

研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2003年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2002年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2001年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードフォノン / 超格子 / 共鳴透過 / トンネル効果 / 局在振動モード
研究概要

フォノンを制御するデバイスを設計するための基礎を与えることを目標に、フォノンの共鳴トンネル効果が生じる2重障壁系(2つの超格子でバルク層を挟んだ系)を取り上げ、透過率、反射率の計算をはじめとする理論的な解析を行った。まず、界面に垂直方向の波数ベクトルを持つフォノンの共鳴周波数および局在定数のexplicitな表式を導出することに成功した。この公式はフォノンデバイスを設計する際に有用だけでなく、電子フォノン相互作用を取り扱う際にも役に立つことが期待される。さらに、界面に対して斜めの波数ベクトルをもつフォノンの解析を数値計算的手法により行った。この場合、周波数ギャップは、対応するブラッグ反射の型(すなわち、モード変換を伴うブラッグ反射がおきるか、モード変換を伴わないブラッグ反射が起きるか)に応じて分類できる。本研究では、定性的に異なる型の周波数ギャップ中に生じる局在モードの違いを調べ、それぞれの局在モードを介して生じるコヒーレントフォノンの共鳴トンネル効果の特徴を明らかにした。特に、表面を有する超格子系において特異な完全共鳴反射が生じることを理論的に示し、その物理的な説明を与えた。また、基板や検出層と有限周期超格子との界面に生じる局在振動モードの特徴を表面局在モードとの関連性に注意して調べ、接合された固体の音響インピーダンスと超格子の周期数がある関係を満たす場合、表面局在モードが界面局在モードとして生き残り、そのモードを介した興味深い共鳴透過が生じることが示された。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (32件)

  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Theoretical study on resonant transmission of acoustic phonons propagating through a superlattice-liquid interface"Physical Review B. 63. 035301/1-035301/6 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Resonant interaction of bulk phonons with phonons localized at a superlattice-liquid interface"Physica B. 316-317. 230-233 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Eigenfrequency and decay factor of the localized phonon in a superlattice with a defect layer"Physical Review B. 65. 193302/1-193302/4 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Acoustic phonons localized at an interface between superlattice and liquid"Applied Surface Science. 190. 195-199 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Anomalous delay of phonons reflected from a surface of superlattice"Applied Surface Science. 190. 200-204 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Phonon propagation through a superlattice-solid interface : localized vibrational modes and resonant transmission"Physica E. 17. 318-319 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Eigenfrequency and decay factor of the localized vibrational mode in a semi-infinite superlattice with a cap layer"Japanese Journal of Applied Physics. 42. 2950-2953 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Resonance and mode conversion of phonons scattered by superlattices with inhomogeneity"Physical Review B. 68. 193305/1-193305/4 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Recent Research Developments in Physics"Transworld Research Network. 38 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Theoretical study on resonant transmission of acoustic phonons propagating through a superlattice-liquid interface"Physical Review B. 63. 035301/1-035301/6 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Resonant interaction of bulk phonons with phonons localized at a superlattice-liquid interface"Physica B. 316-317. 230-233 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Eigenfrequency and decay factor of the localized phonon in a superlattice with a defect layer"Physical Review B. 65. 193302/1-193302/4 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Acoustic phonons localized at an interface between superlattice and liquid"Applied Surface Science. 190. 195-199 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Mizuno, Shin-ichiro Tamura: "Anomalous delay of phonons reflected from a surface of superlattic"Applied Surface Science. 190. 200-204 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Phonon propagation through a superlattice-sohd interface localized vibrational modes and resonant transmission"Physica E. 17. 318-319 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Eingenfrequency and decay factor of the localized vibrational mode in a semi-infinite superlattice with a cap layer"Japanese Journal of Applied Physics. 42. 2950-2953 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Resonance and mode conversion of phonons scattered by superlattices with inhomogeneity"Physical Review B. 68. 193305/1-193305/4 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Phonon propagation through a superlattice-solid interface : localized vibrational modes and resonant transmission"Physica E. 17. 318-319 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Eigenfrequency and decay factor of the localized vibrational mode in a semi-infinite superlattice with a cap layer"Japanese Journal of Applied Physics. 42. 2950-2953 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Resonance and mode conversion of phonons scattered by superlattices with inhomogeneity"Physical Review B. 68. 193305/1-193305/4 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Recent Research Developments in Physics"Transworld Research Network. 38 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Resonant interaction of bulk phonons with phonons localized at a superlattice-liquid interface"Physica B. 316-317. 230-233 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Eigenfrequency and decay factor of the localized phonon in a superlattice with a defect layer"Physical Review B. 65.19. 193302-1-193302-4 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Acoustic phonons localized at an interface between superlattice and liquid"Applied Surface Science. 190. 191-195 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Anomalous delay of phonons reflected from a surface of superlattice"Applied Surface Science. 190. 196-200 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Phonon propagation through a superlattice-solid interface : localized vibrational modes and resonant transmission"Physica E. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Eigenfrequency and decay factor of the localized vibrational mode in a semi-infinite superlattice with a cap layer"Jpn.J.Appl.Phys.. 42.5(in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Recent Reserch Developments in Physics"Transworld Research Network(in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Theoretical study on resonant transmission of acoustic phonons propagating through a superlattice-liquid interface"Phys. Rev. B. 63・3. 035301/1-6 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Acoustic phonons localized at an interface between superlattice and liquid"Applied Surface Science. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Anomalous delay of phonons reflected from a surface of superlattice"Applied Surface Science. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Seiji Mizuno: "Resonant interaction of bulk phonons with phonons localized at a superlattice- liquid interface"Physica C. (印刷中). (2002)

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      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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