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量子細線とエッジ状態 n-i-p-iドープ量子井戸の端面に形成したエッジ量子細線の電子状態

研究報告コード R990003918
掲載日 2001年2月6日
研究者
  • 山内 美如
  • 中村 有水
  • 榊 裕之
研究者所属機関
  • 東京大学先端科学技術研究センター
  • 科学技術振興事業団 国際共同研究事業
  • 東京大学先端科学技術研究センター
研究機関
  • 東京大学先端科学技術研究センター
  • 科学技術振興事業団 国際共同研究事業
報告名称 量子細線とエッジ状態 n-i-p-iドープ量子井戸の端面に形成したエッジ量子細線の電子状態
報告概要 n-i-p-iドープした量子井戸の端面に形成したエッジ量子細線において,電子のエネルギー準位,波動関数の広がり等をポアソン,及びシュレーディンガー方程式をself-consistentに解くことにより明らかにした。
従来のエッジ量子細線は,z方向(図1参照)においては,薄い量子井戸により電子を閉じ込めていた。本構造においては,シートドープにより,厚い量子井戸内に電界を形成し,そのz方向の電界により電子を閉じ込めることができる。計算の対象とした構造を図1に示す。シートアクセプタとシートドナーがそれぞれGaAs層とAlGaAs層の中央にドープされている。このシートアクセプタによりGaAs層の中央でポテンシャルが上昇し,厚い量子井戸の端に向かって急峻な電界が形成される。量子井戸端面上に成長されたn-AlGaAs層から供給される電子は,この電界により量子井戸端の狭い領域に束縛されている。量子井戸中のドープ量を8×1011cm-2とした場合の電子密度分布のz方向における電子の広がりは図2に示すように約30nmであり,量子井戸の厚さ100nmと比較して,十分な閉じこめ効果が示されている。
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研究分野
  • 半導体レーザ
  • 光集積回路,集積光学
  • 半導体薄膜
  • 13‐15族化合物を含む半導体-半導体接合
  • 固体デバイス製造技術一般
関連発表論文 (1)H. Sakaki, Jpn. J. Appl. Phys. 19, L735 (1980)
(2)Y. Ohno, Y. Nakamura, M. Foley, T. Someya, T. Noda and H. Sakaki, Phys. Rev. B52, 619 (1995)
(3)Y. Nakamura, M. Tuchiya, S. Koshiba, H. Noge and H. Sakaki, Appl. Phys. Lett, 64, 2552 (1994)
(4)M. Yamauchi, Y. Nakamura, Y. Kadoya, H. Sugawara and H. Sakaki, Jpn. Appl/Phys. 35, 1886 (1996)
(5)M. Yamauchi, Y. Nakamura and H. Sakaki, Solid-State electronics, 42, 1223 (1998)
研究制度
  • 国際共同研究事業、量子遷移プロジェクト/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 山内 美如,中村 有水,榊 裕之. 量子細線とエッジ状態 n-i-p-iドープ量子井戸の端面に形成したエッジ量子細線の電子状態. 国際共同研究事業 量子遷移プロジェクト 研究終了報告書 第I分冊:本編(研究期間:1994-1998),1999. p.151 - 153.

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