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1999 年度 研究成果報告書概要

量子ドット集合体におけるドット間相互作用と光伝導

研究課題

研究課題/領域番号 09831004
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 極微細構造工学
研究機関甲南大学

研究代表者

杉村 陽  甲南大学, 理学部, 教授 (30278791)

研究分担者 パブロ バッカロ  ATR環境適応通信研究所, 研究員
藤田 和久  ATR環境適応通信研究所, 主任研究員
梅津 郁朗  甲南大学, 理学部, 助教授 (30203582)
VACCARO Publo o  ATR Adaptive Communication Research Labs., Researcher
研究期間 (年度) 1997 – 1999
キーワード量子ドット / ドット間相互作用 / 結合 / 光伝導 / フォトルミネッセンス / 強相関係 / InGaAs / ドット密度
研究概要

ドット密度の異なるInAs/GaAs量子ドットをStranski-Krastanov成長モードで自己形成的に作成した。低温(12K)においてこの試料のフォトルミネッセンス(PL)測定をおこなうと、ドット密度が高い場合、低エネルギー側に裾を引く非対称形のスペクトルが得られた。一方、ドットサイズの分布を原子間力顕微鏡を用いて測定し、各ドットが独立であるとして量子準位の不均一分布を導出して実験結果と比較したが、PLスペクトルの非対称性は説明できないことが明らかになった。理論的には、3個のドットが結合したとき近接した2個の反結合的な量子状態と1個の結合量子状態に分裂するため、ドット間の電子結合によっても非対称スペクトルが得られる可能性がある。このため、多数のドットをランダムに配置したときの結合量子状態を数値計算で求めたところ、実験結果と同じ非対称スペクトルが得られた。したがって、高密度ドット系では、実際にドット間の電子結合が生じているものと考えられる。また、PLスペクトルの温度依存性の測定結果によると、約60Kを境にPLスペクトルの傾向が変化するため、この温度以上ではインコヒーレントトンネル現象が主となり、結合量子状態は構成されずに小さいドットから大きなドットへ電子が移動していくと考えられる。さらに、ドット間結合が大きいと見積もられる試料について、電極付けをおこない光電導特性の測定を行った。その結果、高密度ドット系では電流-電圧特性に起伏がみられ、ある電圧で微分抵抗の値がピークを示すという特性が得られた。この結果は、この系において電子間の多体効果に基づくと思われる非線形電気伝導現象が得られている可能性が高いことを示していると考えられる。

  • 研究成果

    (19件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (19件)

  • [文献書誌] J. Sakai and A. Sugimura: "Temporal propagation of electron wave in a periodic structure with finite length"Jpn J. Appl. Phys.. 36. 5382-5392 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] I. Umezu et al.: "Temperature dependent photoluminescence of silicon nano crystallites prepared by ambient pulsed laser ablation"Material Research Society Symposium Prdeedings. 486. 219-223 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] A. Sugimura et al.: "Structure parameters for electron spin ordering in InGaAs/GaAs coupled quantum dot systems"Abstract of Material Research Society Meeting. -. 85-86 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] A. Sugimura et al.: "In-plane electronic coupling in self-organized quantum dot ensemble"Proc. 24th International Conf. Physics of Semiconductors. (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] I. Umezu et al.: "Efficient photoluminescence from a-Si : H film prepared by reactive RF sputtering"Proc. 24th International Conf. Physics of Semiconductors. (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] P. O. Vaccaro et al.: "Nane-oxidation of vanadium thin film using atomic force microscope"Journal of Material Science Letters. 17. 1941-1943 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] I. Umezu et al.: "A Comparative study of the photoluminescence properties of a-SiO_2 : H film and silicon nano crystallites"Journal of Non-Crystalline Solids. 印刷中. (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] I. Umezu et al.: "Effects of thermal processing on photoluminescence of Si nano crystallites prepared by pulsed laser ablation"Proc. 5th Int. Symp. Quantum Confinement Names true turis. 98-19. 40-48 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] I. Umezu et al.: "Effects of thermal processes on photoluminescence of Si nano crystallites prepared by pulsed laser ablation"J. Appl. Phys.. 84. 6448-6450 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 只政逸志 他: "POS法を用いた薄膜中の欠陥の深さ方向分布測定法"論文集 光物性研究会'97. -. 161-164 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] J. Sakai and A. sugimura: ""Temporal propagation of electron wave in a periodic structure with finite length""Jpn. J. Appl Phys.. vol.36. 5382-5392 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] I. Umezu et al.: ""Temperature dependent photoluminescence of silicon monocrystallites prepared by ambient pulsed laser ablation""Material Research Society Symposium Proceedings. 486. 219-223 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] A Sugimura et al.: ""Structure parameters for electron spin ordering in InGaAs/GaAs coupled quantum dot systems""Abstract of Material Research Society Meeting. 85-86 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] A Sugimura et al.: ""In-plane electronic Coupling in self-organized quantum dot ensemble""Proc. 24th Int. Conf. Physics of Semiconductors. (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] I Umezu et al.: ""Efficient photoluminescence from u-Si : H film prepared by reactive RF sputtering""Proc. 24th Int. Conf. Physics of Semiconductors. (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] P. O. Vaccaro et al.: ""Nanooxydation of vanadium thin film using atomic force microscope""J. Material Science Letters. vol.17. 1941-1943 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] I Umezu et al.: ""A comparative study of the photoluminescence properties of a SiOx : H film and silicon monocrystals""J Noncrystalline Solids. (to be published). (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] I Umezu et al.: ""Effects of thermal processing on photoluminescence of Si monocrystallites prepared by pulsed laser ablation""Proc. 5th Int. Symp. Quantum Confinement Nanostructures. vol.98-19. 40-48 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] I. Umezu et al.: ""Effects of thermal processes on photoluminescence of Si monocrystallites prepared by pulsed laser ablation""J. Appl. Phys.. vol.84. 6448-6450 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2001-10-23  

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