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変調ドープGaAsヘテロ構造の強い磁場の下での近接場分光

研究報告コード R013000293
掲載日 2003年10月1日
研究者
  • 時崎 高志
  • 河島 整
  • 重藤 知夫
  • 井上 貴仁
  • 横山 浩
研究者所属機関
  • 独立行政法人 産業技術総合研究所
  • 独立行政法人 産業技術総合研究所
  • 独立行政法人 産業技術総合研究所
  • 独立行政法人 産業技術総合研究所
  • 独立行政法人 産業技術総合研究所
研究機関
  • 独立行政法人 産業技術総合研究所
報告名称 変調ドープGaAsヘテロ構造の強い磁場の下での近接場分光
報告概要 GaAs/GaAlAsヘテロ界面に閉じこめられた二次元電子ガス(2DEG)(n~2×10の11乗個/cm2)のフォトルミネッセンスを測定した。2DEG層に垂直に6Tまでの磁場をかけて,低温走査型近接場光学顕微鏡で8Kにおいて調べた。試料に633nmのレーザー光をプローブの開口を通して当て,発光を同じプローブで集めた。図1に磁場の下での2DEGの発光スペクトルを示す。図2には発光強度の磁場依存性を示す。直径400nmのプローブを試料から1μm離したもの(line c)と較べて,6Tにおいて直径200nmのプローブでは650倍(line a),直径400nmでも30倍(line b)になっている。1μm離すことは有効開口を数倍にすることに相当する。この結果はプローブの開口が小さくなるほど磁場の効果が強く現れることを意味しており,それは次のようにキャリアの拡散とドリフトで理解することができる。拡散長はμmのオーダーと見積もられるので,プローブの開口内で励起されたキャリアは開口から拡散して出ていき,発光強度が低下する。しかし磁場をかけるとキャリアはLorentz力を受け,1Tで50nmほどの直径のサイクロトロン軌道に閉じこめられる。それゆえ磁場による閉じこめ領域がプローブの開口に匹敵するようになると発光が強められると結論できる。
画像

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研究分野
  • 電磁場中の粒子の運動及び放射
  • 分光法と分光計一般
  • 13‐15族化合物を含む半導体-半導体接合
  • 半導体のルミネセンス
研究制度
  • 戦略的創造研究推進事業 CRESTタイプ、電子・光子等の機能制御/研究代表者 平山 祥郎(日本電信電話(株)物性科学基礎研究所)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 時崎 高志,河島 整,重藤 知夫,井上 貴仁,横山 浩. Near-field Spectroscopy of Modulation-doped GaAs Hetero-structures under High Magnetic Fields. The Second CREST Symposium on ''Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena'',2001. p.72 - 72.

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