極限構造の量子効果と応用

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本研究は, 最先端の超微細加工技術を用いて, この新しい物理学分野の開拓とその工学的応用の可能性を探索することを目的として行なった. この分野の研究によって新しい"メゾスコピック"領域の物理学と極限物性工学,極限エレクトロニクス等の物理および工学的学問領域が開拓され極めて〓及効早が大きく, 意義深い研究である. したがって重点領域研究として組織的,計画的に研究を進める必要がある.そこで研究会を4回(大阪,東京,名古屋,広島)開催し,重点領域研究を組織するために必要な,研究課題や内外の研究状況の調査,研究を行なった.この結果,重要研究課題として次のようにまとめた.1)電子波の量子干渉効果の理論:一次元極微構造に対する理論は, 二次元理論を外挿したものであり正確な理論は確立されていない.ここでは,一次元極微構造中のアンダーソン局在効果, 電子散乱過程, 磁気抵抗のゆらぎ, アハラノフ・ボーム(AB)効果や電気伝導の非局在性など量子干渉効果や量子ホール効果に関する課題を理論的に解明する. 2)電子波デバイスのための極微構造の制御と評価:低損傷, クリーンな極微構造の製作技術, 原子層制御エピタキシー, 選択成長等の原子スケール積層の厚みおよび横方向成長の制御技術と原子スケールの界面評価技術およびこれらを組合せた全真空三次元加工技術等の極微構造素子製作のための極微加工技術と加工層の評価技術を確立する.3)量子干渉効果デバイスの原理:AB効果量子.表面超格子素子などの量子干渉効果を応用したデバイスの可能性の追求とデバイス原理に関わる基礎科学的研究を行う.4)電子波エレクトロニクス.新しい電子波デバイスを用いて超高集積.超高速情報処理の可能性を追求する.また, 本研究の成果を中心として昭和63年度春季応用物理学会において「極微構造半導体における電子波の量子干渉効果」と題してシンポジウムを企画した.