研究課題
試験研究
半導体の結晶表面近傍に電子流の得られるAlGaAs/GaAs選択ドープ・ヘテロ接合を基盤にして、ホットエレクトロンのエネルギー暖和を介して2次元プラズモンを励起させ、さらに金属回折格子で結合させることにより電磁放射変換させる形式のFIR発光素子の試作研究を進めてきた。ヘテロ接合系2次元電子は低い電界加速でも容易にホットエレクトロン状態になることが電子温度の測定から判明した。これはプラズモン励起、そしてFIR発光にとって極めて好都合であった。現在までに、波長が200〜400ミクロンの範囲で最大出力30μW/cm^2を得ている。効率にして0.1%程度である。この値は米国のベル研究所グループの結果より1桁高かった。効率の向上を目指して高品質の金属回折格子を製作するために、GaAs結晶状にNb金属の単結晶エピタキシャル成長を行う研究を開始し、成功した。良質の2次元電子ガスを得るためにMOCVDによるアトミックプレーナドーピングの研究も進めた。しかし、電子移動度の向上という点に問題を残した。ホットエレクトロンの状態を効率よく、かつ安定に得るための基礎科学研究を最後に行なった。AlGaAs/GaAsヘテロ接合では、2次元電子が実空間遷移することや、深いDXセンタによるトラップの捕獲を受ける。などの不安定性の問題がある。更にここで明らかになったのは、AlAsモル比の増大に伴って超低周波の電流振動が発生することである。この現象を解明するために種々の実験を行ない、合理的なモデルを構築した。
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