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1.本研究では、量子井戸構造として応用範囲が広い結合量子井戸構造中で最も基本的な二重量子井戸構造として、MBE法並びにMOVPE法により作製されたGaAs/AIGaAs二重量子井戸構造に取り上げた。二つの隣接した量子井戸間を電子がトンネル効果に基づき実空間遷移する性質を評価することにより、トンネル現象の微視的性質を明らかにするとともに、新しいデバイスへの応用の可能性と問題点を明らかにすることを目的とした。
2.二重量子井戸構造のヘテロ界面に平行に電界を印加することにより生成されたホットエレクトロンがトンネル効果により隣接する量子井戸に遷移する実空間遷移により電流電圧特性が非線形になることを見いだし実空間遷移がLOフォノン散乱によるものであることを明らかにするとともに、実空間遷移による超高速で電子移動度の変調が出来ることを明らかにした。
3.二重量子井戸構造のヘテロ界面に垂直な方向に電界を印加して量子準位の相対的位直関係を変化させることによるトンネル過程の変化を調べるため、フェムト秒レーザを用いたホトルミネッセンス強度相関法によりトンネル遷移の速度を実測しトンネル過程が準位間エネルギーの大きさにより異なることを明らかにし、LOフォノンの寄与を実証した。
4.二重量子井戸構造の試料に干渉露光法とウエットエッチングを施して得られる擬一次元(細線)構造としこの構造におけるトンネル遷移と電子散乱現象の評価をおこなった。トンネル効果並びに電子エネルギーの緩和過程の機構として表界面凹凸散乱の寄与が大きいこと、特に、加工損傷が小さいといわれるウエットエッチングの方法でも微細加工による表面形態の非一様性が散乱ポテンシャルを形成する可能性があることを明らかにした。
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