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半導体カオスと電子乱流に関する研究

半导体混沌与电子湍流研究

基本信息

批准号：
07832013
负责人：
青木和徳
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1982年に半導体においてカオスが発見されて以来、半導体カオスの研究は、非線形科学の新パラダイムとしての「カオス」の枠組みのなかに組み込まれ、現在では空間を含めた時空カオスの研究がさかんにおこなわれるようになった。当該研究の目的は、半導体における電子乱流(時空カオス)をモデルシミュレーションと実験から明らかにすることであった。実験は、高純度n-GaAsを用い液体ヘリウム温度でおこなっている。レーザースキャニング法は3次元微動台にレーザーヘッドを固定し、その先端部に自作の空間フィルターを装着しておこなった。4.2Kの低温では、数V/cmの電場を印加すると中性不純物の衝突電離アバランシェにより、半導体中に電流フィラメントが流れる。空間フィルターによって絞り込まれたレーザービームを試料表面上でビームスキャンし、レーザービームによって発生する過剰電流の2次元パターンを観測することにより、電流フィラメントのイメージパターンを得た。直流電場を印加した場合、1.1Vから1.9Vまでの印加電圧で定常フィラメントサイズは、400μmから1100μmまで増加した。この結果は、Aokiら(J. Phys. Soc. Jpn. 59 (1990) 420)の低温走査電顕法の結果とよく対応している。以上の結果より、レーザースキャニング法によってよく定義された定常フィラメントのイメージパターンが観測されることを確認した。我々は従来より、dc+acの電場で交流駆動することにより分岐現象とカオスの統計力学的性質を調べたきた。レーザースキャニング法および低温走査電気顕法では、時空パターンを直接捉えることは困難であるが、時間的に平均化された2次元パターンより電流フィラメントの力学的ふるまいを知ることは可能であると考えている。ここでは、電流フィラメントを1MHz程度で交流駆動し、周期倍分岐点近傍で時間的に平均化された2次元パターンを調べた。その結果、分岐点で空間パターンが劇的に変化し、Schollが分類したbreath modeからbulk modeへの転移を示した。この点については、近く論文誌で発表する予定である。

Since the discovery of semiconductor technology in 1982, the research on semiconductor technology has been carried out in the new field of non-linear science. When the purpose of this study is to reduce electron turbulence in semiconductors, it is necessary to reduce the number of electrons in the semiconductor system. High purity n-GaAs is used in liquid applications. The three dimensional micro-motion table is fixed, and the top part is self-made. 4.2 K low temperature, several V/cm electric field, neutral impurities and collision ionization, semiconductor current flow The video channel embedded in the space is visible on the surface of the sample, and the 2D component of the overcurrent generated in the video channel is measured. This enables the current to be obtained from the video channel. DC field: 1.1V to 1.9V, DC voltage: constant, 400 μ m to 1100 μ m, increasing. The result of,(J. Phys. Soc. Jpn. 59 (1990) 420). The above results are confirmed by the following methods: The electric field of DC + AC is the property of statistical mechanics. The method of low temperature investigation is difficult to find, the method of time and space is difficult to find. The average of the time near the bifurcation point is adjusted to the order of 1 MHz. As a result, the bifurcation point is spatially shifted from breath mode to bulk mode. This is the first time that a person has been arrested.