高移動度InAs系ヘテロ構造を用いた極微構造の作製と新機能デバイス探索

昨年度に引き続き、InAs/AlGaSb極微構造の磁気電子輸送に関する研究を進めた。開放型量子ドット構造における電子波伝搬、干渉効果のゲート制御ついて研究を行った。MBE成長したInAs/AlGaSbヘテロ構造を、光露光および選択ウエットエッチングにより、開放型量子ドット構造および量子ドット列構造に加工した。この系では、低温における電子の平均自由行程が3〜4μmに達することから、デバイスの寸法をサブミクロンの大きさにした場合、十分にバリスティック輸送が期待できる。開放型ドット構造の4.2Kにおける磁気輸送特性を、測定電流値を変化させて磁気抵抗振動を測定した。磁気抵抗振動については、開放型単一ドットとドット列構造を比較し、フーリエ解析と相関関数により振動の周期性を調べた。大きな振動周期の振動は古典的な粒子の運動により説明でき、また極めて短周期の振動は電子波干渉によるものと分かった。また得られた結果から、位相緩和時間を見積もり、種々のInAsヘテロ構造デバイスと比較した。InAs/AlGaSbヘテロ接合量子細線、量子ドット構造などのデバイスの位相緩和時間は、4.2Kにおいて20ピコ秒から50ピコ秒になることが見積もられた。4.2KにおけるInAsヘテロ構造の位相緩和時間は、GaAsヘテロ構造に比べて大きい値が得られることが分かった。加工プロセスを進展させ、ゲート制御によって量子ドットのサイズ制御も可能になり、今後、開放型量子ドットに関する新しい知見を得るこの干渉効果が観測できることから、今後の実験においてはInAsの特徴をより反映した量子カオスの観測に十分に期待がもてる。以上の結果は、The 12^<th> International Conference on Nonequilibrium Carrier Dynamics in Semiconductors (HCIS-12,Santa-Fe, USA)およびAPS meeting 2002 (Indianapolis, America)において報告した。

昨年度に引き続き、InAs/AlGaSb極微構造の磁気電子輸送に関する研究を進めた。開放型量子ドット構造における電子波伝搬、干渉効果のゲート制御ついて研究を行った。MBE成長したInAs/AlGaSbヘテロ構造を、光露光および選択ウエットエッチングにより、開放型量子ドット構造および量子ドット列構造に加工した。この系では、低温における電子の平均自由行程が3〜4μmに達することから、デバイスの寸法をサブミクロンの大きさにした場合、十分にバリスティック輸送が期待できる。開放型ドット構造の4.2Kにおける磁気輸送特性を、測定電流値を変化させて磁気抵抗振動を測定した。磁気抵抗振動については、開放型単一ドットとドット列構造を比較し、フーリエ解析と相関関数により振動の周期性を調べた。大きな振動周期の振動は古典的な粒子の運動により説明でき、また極めて短周期の振動は電子波干渉によるものと分かった。また得られた結果から、位相緩和時間を見積もり、種々のInAsヘテロ構造デバイスと比較した。InAs/AlGaSbヘテロ接合量子細線、量子ドット構造などのデバイスの位相緩和時間は、4.2Kにおいて20ピコ秒から50ピコ秒になることが見積もられた。4.2KにおけるInAsヘテロ構造の位相緩和時間は、GaAsヘテロ構造に比べて大きい値が得られることが分かった。加工プロセスを進展させ、ゲート制御によって量子ドットのサイズ制御も可能になり、今後、開放型量子ドットに関する新しい知見を得るこの干渉効果が観測できることから、今後の実験においてはInAsの特徴をより反映した量子カオスの観測に十分に期待がもてる。以上の結果は、The 12^<th> International Conference on Nonequilibrium Carrier Dynamics in Semiconductors (HCIS-12,Santa-Fe, USA)およびAPS meeting 2002 (Indianapolis, America)において報告した。