| 研究課題/領域番号 |
62850067
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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 |
冷水 佐寿 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (50201728)
濱崎 襄二 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00013079)
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| キーワード | 共鳴トンネルダイオード / 二重障壁構造 / 超高速スイッチ / GaAs@AlGaAs / 光双安定性 / 量子井戸 |
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| 研究概要 |
前年度の解析と実験により、ダイオードの超高速化のための条件が明らかにされ、特にトンネル透過特性における共鳴ピークの半値幅ΔEを1meV以上の値とすることの必要性が示された。
本年は、上記の成果を更に発展させるために二つの分野で探索を進めて、以下の成果を達成した。
(1)共鳴トンネルダイオードのスイッチ過程を光学的に制御し、読み出す方法の考案と実証
GaAs/AlAsからなる二重障壁ダイオードと多重量子井戸シュタルク変調器とを直列に接続し、一定電圧をバイアスした複合集積化デバイスを考案解析して、光双安定動作の可能なことを理論・実験の両面で検証した。このデバイスでは、低い光入力の場合には不透明媒質として機能するが、一定以上の光入力があるとトンネルダイオードの両端の電圧が急激に変化して、変調器部分が透明媒質に変るため、双安定機能が実現する。解析によれば、低いスイッチエネルギー(<30fJ)で、高速(<<100ピコ秒)のスイッチが可能であり、様々な光情報処理機能の実現に利用できるものと期待される。
(2)結合量子井戸におけるキャリヤの動的過程の解明
二個の量子井戸を結合した系は、レーザやその他のデバイスに利用されつつある。本研究では外部電界を加えて、両者の量子準位の共鳴状態を制御し、これに伴って井戸間のキャリヤの移動過程がどのように変化するかを調べた。その結果、共鳴状態には極めて速い移動の生ずること、その時定数は準位の分裂(E_2ーE_1)と不確定性の原理で結ばれていること、準位に局所的な分散があると結合状態が局所的に発生するため、キャリヤの横方向の移動過程も無視しえなくなることなどが明らかとなった。
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