| 研究概要 |
1.ミニバンド構造とFranz-Keldysh(FK)振動:(GaAs)_<10>/(AlAs)_m超格子(m=1〜6原子層、1原子層=〜0.28nm)を試料として、光変調反射分光法を用いてミニバンド間光学遷移に関する系統的な測定を行った。1原子層という極限障壁層厚の超格子においても、ミニバンド特異点(Γ点とミニブリルアンゾーン端π点)における光学遷移が明確に観測された。さらに、ミニバンド特異点でのFK振動を検出し、その振動形状の解析から、Γ点のミニバンド有効質量はバルクGaAsとほぼ等しく、π点ではΓ点の約1/3であるという効果が得られた。
2.ポテンシャル障壁上ミニバンド:(GaAs)_<10>/(Al_<0.3>Ga_<0.7>As)_<10>超格子、及び、(InAs)_l/(GaAs)_m超格子(m=10,30原子層)を試料として、光変調反射分光法を用いてミニバンド間光学遷移に関する系統的な測定を行った。上記の全ての試料において、ポテンシャル障壁下、及び、障壁上ミニバンドによる光学遷移を明確に検出した。
3.ミニバンド状態からWannier-Stark(WS)局在状態への移行過程:p-n接合に埋め込まれた(GaAs)_<25>/(Al_<0.1>Ga_<0.9>As)_<12>超格子を試料として、電場変調反射スペクトルの電場依存性に関する測定を行った。電場が高くなるにしたがって、第1ミニバンドのπ点におけるFK振動の形状が大きく変化し、その形状変化がミニバンド状態からWS局在状態への移行過程を反映していることを見出した。また、同一の試料において、ポテンシャル障壁上ミニバンドがWS局在状態を形成することを観測した。
4.有効質量近似による実験結果の解析:有効質量近似に基づくミニバンド構造の計算結果は、上記の全ての実験結果を矛盾無く説明できることを確認した。
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