半磁性イオン量子ドットによる電子伝導制御を利用したTHz帯超高速デバイスの開発

利用半磁性离子量子点的电子传导控制开发太赫兹频段超高速器件

• 批准号: 10750240
• 负责人: 安井 孝成
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10750240/
• 关键词: 磁気量子効果; 量子ドット; II-VI族; 表面波モード; 位相ノイズ; THz帯; 超高速デバイス

本研究の目標は、キャリアに対する周期的な磁気量子効果と、光や磁場との相互作用によりキャリアの移動度や位相ノイズを制御し、数1000GHz帯での変調・スイッチングを可能とする量子デバイスの作製である。今年度は、主にその試料の作製と高品質化を行った。n^+GaAs基板上に堆積させたSiO_2に、0.3μm径ホールを0.7μm間隔で約200μm四方内にドットマトリックス状に形成し、そのホール内部のGaAs(100)面上にMBE法でZnSe/ZnCdSe/ZnSeの単一量子井戸の作製を行った。試料の評価を液体He中の発光測定により行った結果、ホール内の量子井戸の結晶品質は良好で、ホール以外のSiO_2単膜上及びパターンの無いGaAs基板上の試料からの発光とも区別出来る波長460nm近傍の発光ピークが観測でき、サブミクロンホール内の結晶成長技術が確立できた。また、SEM観察から、ホール内に形成された結晶は円錐形状で、頂上近くに位置する量子井戸サイズが直径0.1μm以下になっていることが確認できた。これは量子ドットの新たな作製手法を示唆していると考えられる。本試料は、II-VI族量子ドットを周期的に配列しているので、その表面近傍を伝搬する表面波モードの光に対して周期的な変調が期待できる。また、その伝搬する光の波長依存性も含めた物理現象はこれまでに研究例が無く、新しい光の制御法を見出す可能性がある。これを確認するために表面近接場光学顕微鏡を用いた観測も同時に始めた。この観測は、周期ドット下部のチャンネル層内キャリアに対する光変調に関して基礎的なデータを与えるもので、新たな物理現象に対する興味だけでなく、本試料構造のデバイス応用を検討する上で重要である。次年度は、本構造特有の物理現象の解明と高周波デバイスとしての特性評価を主に行う。

The purpose of this study is to control the mobility of magnetic field in the frequency band of 1000GHz by the interaction of magnetic field and optical field. This year, the main test material production and high quality. SiO_2, 0.3μm diameter, 0.7μm spacing and 200μm square inner layer were deposited on n^+GaAs substrate. ZnSe/ZnCdSe/ZnSe single quantum well was fabricated by MBE method on GaAs(100) surface. The evaluation of the sample and the determination of the luminescence in liquid He have been carried out. The crystal quality of the quantum well in the sample is good. The luminescence of the sample on the SiO_2 film except for the sample and on the GaAs substrate without the sample is distinguished by the wavelength of 460nm. The luminescence measurement is carried out in the sample and the crystal growth technology in the sample is established. The crystal is formed in the shape of a cone and near the top of the quantum well. The diameter of the quantum well is less than 0.1μm. This is a new way to make things happen. This sample has a periodic alignment of II-VI quantum dots and a periodic alignment of surface waves near the surface. The wavelength dependence of light and light transfer includes physical phenomena, research examples, and new methods for controlling light. This is the first time that we've seen this. This measurement is important for the investigation of the optical properties of the lower part of the periodic structure and the new physical phenomena. In the next year, the interpretation of physical phenomena unique to this structure and the evaluation of characteristics of high frequency waves are mainly carried out.

项目成果

T.Yasui,C.M.Mann,T.Suzuki,H.Fujishima,S.Tsunekawa,K.Mizuno: "Fabrication of Quasi-Integrated Plonar Schottky Barrier Diodes for THz Applications" Proceedings 23td Int.Conf.on Infrured and Millinetev Waves. 88-89 (1998)

T.Yasui、C.M.Mann、T.Suzuki、H.Fujishima、S.Tsunekawa、K.Mizuno：“用于太赫兹应用的准集成平面肖特基势垒二极管的制造”会议记录第 23td Int.Conf.on 红外波和 Millinetev 波。

T.Yasui,M.Araki,H.Fujishima,T.Suzuki,H.Warashima,K.Mizuno: "Noise Reduction Fobrication Processes of Schottky Barrier Diodes for THz Receivers" Proceedings of 1998 Asia-Pacitic Microwave Conference. WEOF09. 777-779 (1998)

T.Yasui,M.Araki,H.Fujishima,T.Suzuki,H.Warashima,K.Mizuno：“太赫兹接收器肖特基势垒二极管的降噪过程”1998年亚太微波会议论文集。

安井孝成、鈴木 哲、藤島寛智、荒沢正敏、莅戸立夫、山田功、他: "THz帯用低雑音ショットキバリアダイオードの製作プロセスと界面評価" 信学技報(Technical Report of IEICE). ED96-180 MW96-143 ICD96-168. 1-8 (1997)

Takashige Yasui、Satoshi Suzuki、Hirotomo Fujishima、Masatoshi Arasawa、Tatsuo Kanto、Isao Yamada 等：“太赫兹频段低噪声肖特基势垒二极管的制作工艺和界面评估”IEICE 技术报告。 ICD96-168。1-8（1997）

C.M.Mann,T.Yasui,T.Suzuki,H.Fujishima,K.Mizuno: "Quasi-Integrated Plonar Schottky Barrier Diodes for 2.5 THz Receivers" Proceedings of The 9th International Symp.on Space THz Technology. 187-194 (1998)

C.M.Mann、T.Yasui、T.Suzuki、H.Fujishima、K.Mizuno：“用于 2.5 THz 接收器的准集成平面肖特基势垒二极管”第九届国际太空太赫兹技术研讨会论文集。