| 研究概要 |
GaAs/AlGaAsヘテロ構造に微細加工を施すことにより、2次元電子ガスをさらに1次元に閉じ込めることが可能である。このような擬1次元系の電子は、状態密度の特異性と散乱体との相互作用における波数ベクトルの保存則の選択性から、バルク半導体では見られない興味ある電気伝導を示すことが予想されている。特に、低温ではバリスティック伝導や電子波の干渉効果,量子伝導度揺らぎなど様々な興味ある現象が見いだされている。本研究では,磁気フォノン共鳴を理論と実験の両面から調べ,高温領域における電子-フォノン相互作用を解明することを目的としている。1.量子細線におけるシュレンディンガー方程式とポアソンの式を自己無撞着的に解くことにより,電子の固有状態と固有値を求めた。2.この固有状態を基に,室温近くの電子移動度を計算し,電子と光学フォノンとの相互作用は,電子の波動関数にヘテロ界面に垂直方向の節が0と1個のものに対するサブバンド間遷移が重要であることを見いだした。3.ゲート電圧を変化させることにより,節が0と1個のもののサブバンド間隔が光学フォノンエネルギーと等しくなると共鳴的に電子散乱が起こり,磁界なしで磁気フォノン共鳴と等価な現象が起こることを見いだした。4.量子細線の磁気抵抗の理論計算を行い,磁気フォノン共鳴には二つの機構が存在することを見いだした。5.GaAs/AlGaAsヘテロ構造表面に電子ビーム直接描画とレーザー干渉法により細線パターンを形成するための露光,レジスト膜厚現像などの条件だしを行った。6.レーザー干渉法と電子ビーム直接描画により量子細線を作り,低温におけるワイス振動とシュブニコフ・ド・ハース振動の観測に成功し,量子細線の線幅を見積った。7.高温における磁気抵抗の測定を行い,100K以上の温度で磁気抵抗の振動を見いだした。
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