量子閉じ込め系における電子-格子相互作用とその電子的性質への影響

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10640312
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 松浦 満 山口大学, 工学部, 教授 (60091211)
• 研究分担者: 栗巣 普揮 山口大学, 工学部, 助手 (00253170)
• キーワード: 量子井戸 / 量子ドット / 励起子 / 混晶 / LOフォノン / ポーラロン効果

研究概要

・極性混晶を含む量子井戸系の電子-LOフォノン相互作用- 極性混晶を含む量子井戸系でのLOフォノンモード及び電子-LOフォノン相互作用を導き議論した。混晶が井戸層、バリア層、及び両方の層に用いられるかで存在する界面モードの数が異なることを示し、この系でのLOフォノンによる電子のエネルギーシフトを計算した。さらに、具体的な系として青色発光素子開発で注目されている系であるGa_<1-x>In_xNやZn_<1-x>Cd_xS,Zn_<1-x>Cd_xSe,Zn_<1-x>Cd_xTeの混晶及びそれを用いた量子井戸系に適用しLOフォノン、励起子-LOフォノン相互作用などを議論した。
・ガラス中の超微粒子(量子ドット)での励起子に対するLOフォノン効果- ガラス中の超微粒子系(量子ドット系)での励起子に対するLOフォノンの効果を完全閉じこめの場合について研究した。電子、正孔が動ける自然な励起子像から出発し、変分法により励起子エネルギーに対するLOフォノン効果を計算した。サイズが小さくなるにつれ、バルクの値から小さくなり極限では0になることを示した、また、この結果は、より簡単な計算であるバルク結晶LOフォノン相互作用近似による計算でも、自己エネルギーシフト型項と電子正孔相互作用遮蔽型項の両方を適切に考慮することで定量的にもほぼ同様な結果になることを示した。さらに、有限なポテンシャル障壁の場合について、議論した。
・CuCl超微粒子の光学的特性- SiO_2中にCuCl超微粒子を含む薄膜を誘導結合型プラズマ支援マグネトロンスパッタ法で作成し、その光学的特性を吸収・発光スペクトル、時間分解スペクトルなどにより研究した。励起子及び励起子分子による強い発光が観測され、また非常に早い緩和が生じている。

研究成果

• [文献書誌] K.Oshino,K.Akai,M.Matsuura: "Size dependence of polaronic effects on an exciton in a spherical quantum dot"Phys.Rev.B. 59. 10850-10855 (1999)
• [文献書誌] R.Zheng,M.Matsuura: "Electron-phonon interaction in mixed crystals"Phys.Rev.B. 59. 15422-15429 (1999)
• [文献書誌] R.Zheng,M.Matsuura: "Electron-optical phonon interaction in quantum wells consisting of mixed crystals"Phys.Rev.B. 60. 4937-4943 (1999)
• [文献書誌] R.Zheng,M.Matsuura,T.Taguchi: "Properties of exciton-phonon interaction energies in quantum wells due to confined LO mode"Phys.Rev.B. 61. (2000)
• [文献書誌] K.Oshiro,M.Matsuura: "Exciton-LO phonon interaction in a quantum dot."J.of Luminescene. (2000)
• [文献書誌] H.Kurisu,K.Nagoya,N.Nakayama,S.Yamamoto,M.Matsuura: "Exciton and biexciton properties of CuCl microcrystals in a SiO_2 matrix prepared by sputtering method"J.of Luminescene. (2000)
• [文献書誌] R.Zheng,T.Taguchi,M.Matsuura: "Properties of Ga_<1-x>In_xN mixed crystals and Ga_<1-x>Zn_xN/GaN quantum wells"J.of Applied phys.. 87. 2526-2532 (2000)
• [文献書誌] R.Zheng,M.Matsuura: "Well-width dependence of electron-phonon interaction energies in quantum wells due to confined LO mode"Phys.Rev.B. 61. (2000)
• [文献書誌] R.Zheng,M.Matsuura: "Optical phonons and electron-phonon interaction in quantum wells consisting of mixed crystals"J.Luminescene. (2000)