| 研究課題/領域番号 |
07555108
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| 応募区分 | 試験 |
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
榊 裕之 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90013226)
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| 研究分担者 |
秋山 英文 東京大学, 物性研究所, 助教授 (40251491)
野田 武司 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (90251462)
高橋 琢二 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (20222086)
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| キーワード | 速度変調 / 逆HEMT構造 / インジウム砒素(InAs) / 量子箱 / メモリー / 赤外検出器 / エッジ状態 / トンネル結合 |
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| 研究概要 |
本年は、まず、FET構造においてゲート電圧の作用で高い移動度を持つ2次元電子の一部を移動度がほとんど零の量子箱状態に遷移させる構造を考案して試作した。その速度変調機能の確認に成功した。具体的には、GaAsとn-AlGaAsからなる逆HEMT構造を形成して、低温では数十万cm2/Vsの移動度を持つ電子をチャネル中に発生させた。このチャネルの近傍にInAsの量子箱を自己形成法で作り、ゲート電極に正のバイアスを加えることで、電子を量子箱に捕獲することにより、速度の変調効果を達成した。この素子では捕獲された電子の電荷が長時間保持されるので、ある種のメモリーとしての機能を実現できることが判明した。また、この素子に光を照射すると、量子箱中に正孔が供給されて、チャネル中の電子を増す作用のあることも見いだしている。
他方、赤外光を用いて速度変調効果を実現するための基礎実験として、2種の量子井戸(QW-1とQW-2)を隣接させた構造を作り、一方の井戸の基底準位にある電子を波長10μmの赤外光の照射により、励起準位に上げ、この電子が他の量子井戸(QW-2)に緩和する過程を調べる実験を進めた。その結果、電子が赤外光の照射で効率よく二つの量子井戸間を移ることを見いだした。この現象に伴って、電子の移動度が大きく変化するような構造を作りつけておけば、新しい種類の赤外検出器となりうることが期待される。来年度はこの試みに挑む。また、2個の隣接する量子井戸において、二つの準位が共鳴する条件に設定すると、電子は双方の井戸間を自由に往来することが期待される。この状況の下でも、膜面に強い磁場を加えてランダウ準位の占有数を整数に設定すると両方の量子井戸間の往来が抑制されることを見いだした。この時、エッジ状態間のトンネル結合のみが許されることなども判明している。この現象は量子箱間の電子のトンネル移動現象とも関連している。
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