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光ガルバノ効果を利用した半導体量子構造光AND素子の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K06364
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

川津 琢也  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主任研究員 (00444076)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード半導体 / 光起電流 / 電界効果トランジスター / 量子ドット / 電子デバイス / 量子構造 / 赤外材料・素子
研究成果の概要

本研究では、レーザー照射方法や高指数面基板上の量子ドットにより、半導体量子構造に形成された2次元電子チャネルの空間的な対称性を低下させ、面内光起電流を生じさせることを試みた。特に、波長の異なる2種類のレーザーを照射した時にだけ、面内光起電流が生成されるような素子(光AND素子)の作製を目指した。その結果、(1)変調ドープn-AlGaAs/GaAsヘテロ接合のゲート光照射と(2) 異方的量子ドット埋め込み素子において、光AND演算動作の実証に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

波長の異なる2種類のレーザーを照射した時にのみ面内光電流を生じさせるような光ガルバノ効果(2波長励起光ガルバノ効果)に関する研究は、他では例がなく、極めて独創的なものである。特に、光照射方法や異方的な量子ドットにより、空間的な対称性の低下を生じさせ、光ガルバノ効果を引き起こす試みは、本研究独特の手法であり、学術的意義は大きい。また、本研究で得られた結果は、光スイッチング素子や光論理素子(光AND素子)への応用が可能で、その社会的な貢献も期待できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Temperature dependence of Schottky photocurrent for local gate edge illumination in n-AlGaAs/GaAs/AlGaAs double-heterojunction field-effect transistor2019

    • 著者名/発表者名
      Kawazu Takuya、Noda Takeshi、Sakuma Yoshiki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 号: SI ページ: SIIB05-SIIB05

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab0c76

    • NAID

      210000156351

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Valence band mixing in GaAs/AlGaAs quantum wells adjacent to self-assembled InAlAs antidots2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kawazu
    • 雑誌名

      Journal of Nanomaterials

      巻: 2019 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1155/2019/5349291

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optical AND operation in n-AlGaAs/GaAs heterojunction field effect transistor2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kawazu, Takeshi Noda, and Yoshiki Sakuma
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 112 号: 7

    • DOI

      10.1063/1.5010845

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical anisotropy of InGaAs quantum dot arrays aligned along multiatomic steps on vicinal GaAs(111)B2017

    • 著者名/発表者名
      Kawazu Takuya
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 122 号: 20

    • DOI

      10.1063/1.4996058

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Enhancement of Infrared Photo-responses of the Schottky Gate Region of an n-AlGaAs/GaAs Heterojunction FET by a Second Light Illumination2019

    • 著者名/発表者名
      Kawazu Takuya、Noda Takeshi、Sakuma Yoshiki
    • 学会等名
      The 46th International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 局所光照射によるn-AlGaAs/GaAsヘテロ接合電界効果トランジスタのショットキー光電流増強効果2019

    • 著者名/発表者名
      川津 琢也,野田 武司, 佐久間 芳樹
    • 学会等名
      第66回応用物理学春季学術講演会(2019年春季)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 微傾斜GaAs(111)B 基板上に作製したInGaAs量子細線列の光学異方性2018

    • 著者名/発表者名
      川津 琢也、野田 武司、佐久間 芳樹
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会(2018年春季)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Temperature Dependence of Schottky Photocurrent for Local Gate Edge Illumination in n-AlGaAs/GaAs/AlGaAs Double-Heterojunction Field-Effect Transistor2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kawazu, Takeshi Noda, and Yoshiki Sakuma
    • 学会等名
      14th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures (ACSIN-14)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] n-AlGaAs/GaAsヘテロ接合電界効果トランジスタにおける光AND演算動作2018

    • 著者名/発表者名
      川津 琢也,野田 武司, 佐久間 芳樹
    • 学会等名
      第65回応用物理学(2018年春季)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] n-AlGaAs/GaAsヘテロ接合電界効果トランジスタのショットキーゲート端照射による光電流生成2017

    • 著者名/発表者名
      川津 琢也,野田 武司, 佐久間 芳樹
    • 学会等名
      第78回応用物理学(2017年春季)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] NIMSの研究者情報データベース「SAMURAI」

    • URL

      http://samurai.nims.go.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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