| 研究課題/領域番号 |
63550001
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
応用物性
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
田村 信一郎 北海道大学, 工学部, 助教授 (80109488)
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| 研究期間 (年度) |
1988
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| 研究課題ステータス |
完了 (1988年度)
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| 配分額 *注記 |
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1988年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
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| キーワード | 超格子 / 準周期 / フォノン / 透過スペクトル / 音響的性質 |
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| 研究概要 |
本研究の目的は半導体及び金属人工超格子における音響的性質を、フォノン(音響量子)を通して解明することである。最近、超格子のもつ完全な周期性を妨げる効果が存在する場合の音響的性質に興味が持たれており、本研究においては次の二点に関して詳細な解析を行い成果を上げる事に成功した。
(1)不純物質が存在する場合の音響フォノン・スペクトル
最も現実的な不純物質層は、母体と同一物質で構成されているが、その厚さが異なっているものである。この場合、フォノンの運動を支配する連続的な方程式を離散化すると問題の見通しが良くなる事を発見した。これに基づいてフォノンの透過スペクトルを計算した。その結果、周期超格子においては禁止されるフォノンの周波数帯の中に新たに狭い許容帯が生じる事が明らかになった。ここでのフォノンの振動は、不純物層の近傍に局在している。フォノンの透過率は、これらの対応する周波数で有限な値を持ち、その為超格子中を伝播して行く事が可能となる。
(2)準周期超格子と周期超格子における音響スペクトルの相関
最近のフォノン・イメージングを用いた実験、及び数値計算により、準周期、及び周期超格子のフォノン透過スペクトルの間には、明確な相関の存在する事が明らかにされたが、その理由については不明であった。この点を調べるために、それぞれの超格子の構造因子を計算した。その結果、それらの主要なスペクトルギャップについて成立する関係式が解析的に導かれた。それによると、これまでの実験、数値計算の結果がよく再現され、さらに準周期超格子におけるスペクトル構造の起源が明確になり、その特定と解析が容易になることが示された。
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