半導体超格子におけるホットエレクトロン効果に関する研究

半导体超晶格热电子效应研究

• 批准号: 63550234
• 负责人: 後藤 英雄
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Nagoya 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: 1988
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1988 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-63550234/
• 关键词: 超格子; 界面凹凸散乱; 移動度; 緩和時間; 電子温度; 実空間遷移; 二重量子井戸

1.GaAs/AlGaAs超格子の界面凹凸散乱(1)緩和時間の定式化・ポテンシャルの高さが有限かつ一定であり、バリア層の厚みが面内で変動しているというモデルで界面凹凸散乱を記述し、運動量緩和時間を定式化した。(2)散乱確率の計算結果・(i)井戸幅が厚い時は、散乱確率は井戸端の6乗に反比例し、単一量子井戸と同じ依存性を示すようになる。(ii)運動量緩和時間は電子の運動エネルギーに対して極小値をとる。(iii)電子温度が上昇すると、移動度は大きくなる。(iv)超格子の周期が短くなると、電子状態は三次元系に近くなる。(3)実験結果・MBE法により作製したGaAs/AlGaAs超格子の移動度を測定した結果、バルクGaAsより温度変化が小さく、特に低温では界面凹凸散乱の影響を受けていると思われる移動度変化があった。2.二重量子井戸構造における電子の実空間遷移(1)量子井戸間の電子分布・He温度で二重量子井戸層のヘテロ界面に平行に電界を印加しながらフォトルミネセンスを測定し、電子温度電子分布を決定した。電界が大きくなると電子温度が上昇し、電子が広い井戸の基底準位から狭い井戸の励起準位へ実空間遷移する。実空間遷移による電子温度の低下及び電流電圧特性のオーム性からのずれを確認した。(2)実空間遷移の影響を受けた移動度・二重量子井戸構造にゲート電極を設けFET構造を作製し、微分抵抗のゲート電圧依存性を調べた。二重量子井戸構造中の電子はゲート電圧が低いとき広い井戸に極在し、中間の電圧では両方の井戸に分散し、電圧が高い時には狭い井戸に遷移する。これらの電子分布の状態に対応した変化が移動度のゲート電圧依存性に見られ、両方の井戸に電子が分散する時に最も移動度が小さく、両井戸間で実空間遷移を起こしていることを明らかにした。

1. GaAs/AlGaAs superlattice interface unevenness dispersion (1) The relaxation time is formulated, the height of the dispersion is limited, the thickness of the dispersion layer is limited, the in-plane variation is described, and the relaxation time of the amount of movement is formulated. (2)Results of Scatter Accuracy Calculation: (i) Scatter Accuracy is inversely proportional to well width, and depends on well width. (ii)The motion relaxation time is equal to the motion of the electron. (iii)The electron temperature rises and the mobility increases. (iv)The period of superlattice is short, and the electronic state is close to the three-dimensional system. (3)The results of the MBE method show that the GaAs/AlGaAs superlattice mobility is affected by the temperature variation of GaAs and the interface unevenness at very low temperatures. 2. The electron spatial migration in double quantum well structure (1) The electron distribution between quantum wells, He temperature, the electron temperature and electron distribution in the double quantum well layer are determined. The temperature of electrons rises due to the increase in the electric field, and the base level of electrons increases due to the increase in the excitation level. The electron temperature drop and current voltage characteristic of space migration are confirmed. (2)Effect of spatial migration on mobility, electrode design, FET structure, differential resistance and voltage dependence The electrons in the double quantum well structure must be dispersed in the middle of the well when the voltage is low, and in the middle of the well when the voltage is high. The state of electron distribution changes the mobility of electrons depending on the electric voltage. The mobility of electrons varies from well to well.

项目成果

Mitsuo,Wataya: Japanese Journal of Applied Physics(to be submeitted). (1989)

Mitsuo,Wataya：日本应用物理学杂志（待提交）。