| 研究課題/領域番号 |
62540264
|
|---|
| 研究種目 |
一般研究(C)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 研究分野 |
物性一般
|
|---|
| 研究機関 | 神戸大学 |
|---|
研究代表者 |
青木 和徳 神戸大学, 工学部, 助手 (80112077)
|
|---|
| 研究分担者 |
林 真至 (林 眞至) 神戸大学, 工学部, 助教授 (50107348)
山本 恵一 神戸大学, 工学部, 教授 (80031087)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
1987 – 1988
|
| 研究課題ステータス |
完了 (1988年度)
|
| 配分額 *注記 |
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1988年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1987年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
|
|---|
| キーワード | 非線形電気伝導 / 半導体 / GaAs / カオス / 電流フィラメント / 衝突電離 / 分岐 / 周期倍分岐 / GaAS / ヒステリシス / 外部変調 / 分岐現象 / 外因性クライシス / フーリェスペクトル |
|---|
| 研究概要 |
本研究の目的は半導体(高純度GaAs)において見い出される非線形電気伝導のカオス現象について、その物理的メカニズム及び統計力学的性質(分岐現象、フラクタル次元等)を明らかにすることであった。研究計画に沿って実験及びシミュレーションをおこない、概ね研究目的が達成された。
実験は高純度n-GaAsにオーミック電極を形成し4.2Kでおこなわれた。1.2V近傍の印加電圧で中性ドナーの衝突電離過程により負性微分抵抗が生じ、電流フィラメントが形成される。静的なI-V特性はS字形で、そのヒステリシス領域においてdotacの電圧を印加し電流フィラメントの分岐現象とカオスを調べた。駆動周波数f_0(0.9MHz【less than or similar】f_0【less than or similar】1.4MHz)及び直流バイアスV_0(2.1V【less than or similar】V_0【less than or similar】2.9V)を制御パラメータとして分岐の相図を求めた結果、カオスの海に周期島が規則的に浮かんでいることがわかった。f_0を固定してV_0を増加させてゆくと1T→C→7T→C→6T→C→‥‥→3T→C→2T→1T(C:カオス)といった周期構造とカオスのくりかえしの分岐が得られた。シミュレーションでも同様の分岐図が得られ、周期島の縁ではインターミッテンシー及び周期倍分岐が認められた。実験では周期2T→1Tの周期倍分岐はスムースでなく、分岐点近傍で外因性クライシス(2Tと1Tのランダムなジャンプ)が観測された。
実験で得られたカオス振動の2次元リサージュ図形及び3次元リサージュ図形のポアンカレ切断面はシミュレーションで得られたものと酷似していた。GrassbergerとProcacciaのアルゴリズムを用いてカオス振動の相関次元を求めた結果、例えばV=2.19±0.1という値が得られた。又K_2エントロピーはK_2=0.29±0.07が得られた。このことからカオスの決定論的性質が証明された。
|
