IsAsヘテロ接合を用いたメゾスコピックデバイスとその応用

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06452223
• 研究種目: 一般研究(B)
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 陽 完治 北海道大学, 量子界面エレクトロニクス研究センター, 教授 (60220539)
• 研究分担者: 斎藤 俊也 北海道大学, 量子界面エレクトロニクス研究センター, 助教授 (70241396)
• キーワード: インジウム砒素 / メゾスコピックデバイス / 量子井戸 / 量子ドット / 量子細線 / クーロン振動 / 歪インジウム砒素層

研究概要

研究機関の変更にともない、研究計画に一部の修正が生じた。アンチモン系の材料による研究を断念し、より安定した材料系である砒素系による歪IsAs層量子井戸構造に集中して研究を進めることにした。本年度の研究実績の概要を以下に示す。
(1)理想的なショットキー特性とIsAs並みの低い有効電子質量を備えたヘテロ接合を確立するため、InP基板に格子整合したInGaAs/AlGaAs系ヘテロ接合に歪InAs層を挿入した量子井戸構造について基礎的検討をした。分子線エピタキシ-を用いて歪InAs層量子井戸構造の結晶成長技術を検討し、臨界膜厚よりわずかに薄い歪IsAs薄膜を挿入した量子井戸構造で、良好な電気的特性を得た。
(2)上記の成果を基礎として、歪InAs層量子井戸構造のウェーハ上に、通常のフォト・リソグラフィー技術を用いて量子ドット・アレーを形成した。約2000Å角、厚さ40Åのディスク状に閉じこめられた電子正孔対からの強い発光を観測し、その波長が、0次元閉じこめを反映して、短波長側にシフトしていることを確認した。
(3)以上の成果を基礎として、歪InAs層量子井戸構造による量子細線を作製し、ポテンシャルの揺らぎによるクーロン振動を観測した。

研究成果

• [文献書誌] K.Yoh: "Electron and Thermal Transport in InAs Single-Crystal Free-Standing Wires" Semicond.Sci.Technol.9. 961-965 (1994)
• [文献書誌] M.Inoue: "Quantized Conductance Observed at High Temperatrues in InAs/(AlGa)Sb Quantum Wires" Semicond.Sci.Technol.9. 967-969 (1994)
• [文献書誌] K.Yoh: "Quantized Condactance and Its Effects on Non-linear Current-Voltage Characteristics at 80K in Mesa-Etched InAs/AlGaSb Quantum Wires with Split-Gate" Solid-State Electronics.37. 555-558 (1994)
• [文献書誌] T.Maemoto: "Fabrication of Superconducting Transistors using InAs/(AlGa)Sb Quantum Wells" Jpn.J.Appl.Phys.Vol.33.7204-7209 (1994)
• [文献書誌] K.Yoh: "Current Oscillations with an InAs/AlSb Resonant-Tunneling Diode Measured at 77K" Extended Abstracts of the 1994 International Conference on Solid-State Devices and Materials,. 443-445 (1994)
• [文献書誌] K.Yoh: "InAs Field-Effect Transistors with Platinum Schottky Gate" Extended Abstracts of the 1994 International Conference on Solid-State Devices and Materials. 787-789 (1994)