课题基金 / 基金详情

半導体2次元電子ガスのプラズマ波によるミリ波・テラヘルツ進行波デバイスの研究

半導体2次元電子ガスのプラズマ波によるミリ波・テラヘルツ進行波デバイスの研究
利用半导体二维电子气等离子体波的毫米波/太赫兹行波器件研究
批准号：
17656099
负责人：
長谷川 英機
金额：
$2.24万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2005 至 --
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17656099/
关键词：
進行波型半導体デバイス半導体プラズマテラヘルツデバイスインターディジタル型遅波構造2次元電子ガス表面準位ガリウムヒソガリウムナイトライド

项目摘要

项目成果

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翻译
テラヘルツ(THz)帯の周波数領域では、効率よく電磁波を発生・増幅・検波する技術が確立されておらず「テラヘルツギャップ」とよばれている。本研究の目的は、ミリ波・テラヘルツ帯におい.て増幅・検波機能を果たす新しい進行波型半導体デバイスの可能性を、理論的および実験的に検討することにある。その原理は、半導体の2次元電子ガス中に発生するドリフトプラズマ波と、遅波構造による電磁波の空間高調波との相互作用を利用することにある。(1)電子の慣性項を取り入れたより厳密なプラズマ方程式をもとに、TMモード解析とグリーン関数を含むFredholm積分方程式による空間高調波解析を行い、その結果ミリ波・THz帯で、大きな負性コンダクタンスが得られことを確認した。そして、その機構が高周波では1サイクルあたりの衝突頻度が飛躍的に減ることにあることを示した。(2)さらに、解析を半導体の表面準位の効果を含むものに拡張し、表面状態による電界分布の変化やスクリーニングが、デバイスに悪影響を及ぼすことを見出した。(3)AlGaAs/GaAsヘテロ接合上に、インターディジタル型遅波構造を形成したデバイスについて、マイクロ・ミリ波帯で予備実験を行い、おおきなコンダクタンス変調を観測するとともに、理論解析と実験がよく一致することを実証した。これらは、Jpn.J.Appl.Physの正規論文やISDRS(Dec.2005)の国際会議で報告された。(4)大電力の観点からさらにすぐれた材料は、窒化物系であるが、ヘテロ接合形成技術や電極形成技術が遅れている。このため、この材料のヘテロ界面や表面制御の研究や調査を活発に同時進行させ、多くの成果を得て、これらを公表した。
英文摘要
テラヘルツ(THz)帯の周波数領域では、効率よく電磁波を発生・増幅・検波する技術が確立されておらず「テラヘルツギャップ」とよばれている。本研究の目的は、ミリ波・テラヘルツ帯におい.て増幅・検波機能を果たす新しい進行波型半導体デバイスの可能性を、理論的および実験的に検討することにある。その原理は、半導体の2次元電子ガス中に発生するドリフトプラズマ波と、遅波構造による電磁波の空間高調波との相互作用を利用することにある。(1)電子の慣性項を取り入れたより厳密なプラズマ方程式をもとに、TMモード解析とグリーン関数を含むFredholm積分方程式による空間高調波解析を行い、その結果ミリ波・THz帯で、大きな負性コンダクタンスが得られことを確認した。そして、その機構が高周波では1サイクルあたりの衝突頻度が飛躍的に減ることにあることを示した。(2)さらに、解析を半導体の表面準位の効果を含むものに拡張し、表面状態による電界分布の変化やスクリーニングが、デバイスに悪影響を及ぼすことを見出した。(3)AlGaAs/GaAsヘテロ接合上に、インターディジタル型遅波構造を形成したデバイスについて、マイクロ・ミリ波帯で予備実験を行い、おおきなコンダクタンス変調を観測するとともに、理論解析と実験がよく一致することを実証した。これらは、Jpn.J.Appl.Physの正規論文やISDRS(Dec.2005)の国際会議で報告された。(4)大電力の観点からさらにすぐれた材料は、窒化物系であるが、ヘテロ接合形成技術や電極形成技術が遅れている。このため、この材料のヘテロ界面や表面制御の研究や調査を活発に同時進行させ、多くの成果を得て、これらを公表した。
期刊论文(17)
专著(0)
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会议论文
Study on ECR Dry Etching and Selective MBE Growth of AlGaN/GaN for Fabrication of Quantum Nanostructures on GaN (0001) Substrates
ECR 干法刻蚀和 AlGaN/GaN 选择性 MBE 生长在 GaN (0001) 衬底上制备量子纳米结构的研究
DOI： --
发表时间： 2005
期刊： Applied Surface Science 244(1-4)
影响因子： --
作者： [T.Oikawa, F.Ishikawa, T.Sato, T.Hashizume, H.Hasegawa]
通讯作者： H.Hasegawa
Growth of AlGaN/GaN Quantum Wire Structures by RF-Radical Assisted MBE on Pre-Patterned Substrates
通过 RF 自由基辅助 MBE 在预图案化基板上生长 AlGaN/GaN 量子线结构
DOI： --
发表时间： 2005
期刊： JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 44(4B)
影响因子： --
作者： [T.Sato, T.Oikawa, H.Hasegawa]
通讯作者： H.Hasegawa
Tunneling Injection of Electrons at Nanometer-Scale Schottky Gate Edge of AlGaN/GaN Heterostructure Transistors and Its Computer Simulation
AlGaN/GaN异质结晶体管纳米级肖特基栅边缘电子隧道注入及其计算机仿真
DOI： --
发表时间： 2005
期刊： e-Journal of Surface Science and Nanotechnology Vol.3
影响因子： --
作者： [J.Kotani, S.Kasai, H.Hasegawa, T.Hashizume]
通讯作者： T.Hashizume
Effects of surface states and Si-interlayer based surface passivation on GaAs quantum wires grown by selective molecular beam epitaxy
表面态和基于硅夹层的表面钝化对选择性分子束外延生长的GaAs量子线的影响
DOI： --
发表时间： 2005
期刊： JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY B 23(4)
影响因子： --
作者： [N.Shiozaki, T.Sato, H.Hasegawa]
通讯作者： H.Hasegawa
共 17 条
    化合物半導体MIS界面準位に関するピンニング・スポット面内分布モデル
    • 批准号：
      20656006
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Exploratory Research
    • 资助金额：
      $2.3万
    • 财政年份：
      2008
    • 负责人：
      長谷川 英機
    • 依托单位：
      Hokkaido University
    電界移動型量子ドットを用いた室温動作高速・超低消費電力単電子スイッチ素子の研究
    • 批准号：
      18656089
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Exploratory Research
    • 资助金额：
      $2.3万
    • 财政年份：
      2006
    • 负责人：
      長谷川 英機
    • 依托单位：
      Hokkaido University
    単電子デバイスとその高密度集積化
    • 批准号：
      08247102
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
    • 资助金额：
      $12.93万
    • 财政年份：
      1996
    • 负责人：
      長谷川 英機
    • 依托单位：
      Hokkaido University
    単電子ナノエレクトロニクスの基礎
    • 批准号：
      07355001
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Co-operative Research (B)
    • 资助金额：
      $1.66万
    • 财政年份：
      1995
    • 负责人：
      長谷川 英機
    • 依托单位：
      Hokkaido University
    海外基金