量子井戸系における光電流分光法の研究

量子閉じ込め系における面内光電流スペルトル法の基礎的メカニズムを解明することを目的として、本研究ではGaAs/AlAs超格子の光電流信号強度を励起光波長(エネルギー)、格子温度、光励起強度の関数として測定を実施し、以下の結果および結論が得られた。1.量子井戸中での励起子共鳴光吸収による光電流スペルトル構造には、格子温度、光励起強度に依存して予測されていた正負のスペクトルピーク構造が現われ得ることが明らかになった。2.光電流スペルトルにおける正負のスペクトルピーク構造は、量子井戸層とその下(励起光の照射方向について)に在る基板GaAsバルク層の電気的に独立な二重伝導層モデルにより、説明できることが明らかになった。即ち、二重伝導層内の光励起キャリアーの(励起子発光再結合による)再結合長の大小関係が格子温度、光励起強度に依存して変化することにより説明できる。このことを、二重伝導層内の発光再結合時間の直接測定と、比較することにより示した。3.上記の項目2の結論は、光電流伝導メカニズムについての励起子効果、即ち、電気的に中性な励起子と云う形での光生成キャリアーの消滅が再結合長の変化を与えている点にはよく対応しているが、光電流信号強度の絶対量の減少については議論できなかった。この点については、多様な量子構造試料について実施すべく、別途新年度での研究続行を計画している。

量子閉じ込め系における面内光電流スペルトル法の基礎的メカニズムを解明することを目的として、本研究ではGaAs/AlAs超格子の光電流信号強度を励起光波長(エネルギー)、格子温度、光励起強度の関数として測定を実施し、以下の結果および結論が得られた。1.量子井戸中での励起子共鳴光吸収による光電流スペルトル構造には、格子温度、光励起強度に依存して予測されていた正負のスペクトルピーク構造が現われ得ることが明らかになった。2.光電流スペルトルにおける正負のスペクトルピーク構造は、量子井戸層とその下(励起光の照射方向について)に在る基板GaAsバルク層の電気的に独立な二重伝導層モデルにより、説明できることが明らかになった。即ち、二重伝導層内の光励起キャリアーの(励起子発光再結合による)再結合長の大小関係が格子温度、光励起強度に依存して変化することにより説明できる。このことを、二重伝導層内の発光再結合時間の直接測定と、比較することにより示した。3.上記の項目2の結論は、光電流伝導メカニズムについての励起子効果、即ち、電気的に中性な励起子と云う形での光生成キャリアーの消滅が再結合長の変化を与えている点にはよく対応しているが、光電流信号強度の絶対量の減少については議論できなかった。この点については、多様な量子構造試料について実施すべく、別途新年度での研究続行を計画している。