半導体二重障壁共鳴トンネル構造における散乱過程の理論的・実験的解明

半导体双势垒谐振隧道结构中散射过程的理论和实验阐明

• 批准号: 07750340
• 负责人: 土屋 昌弘
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750340/
• 关键词: 共鳴トンネル現象; 半導体量子構造; 分子線エピタキシ-; 界面凹凸; 弾性散乱; ボルン近似; アイランドサイズ

二重障壁共鳴トンネルダイオードの電流電圧特性の共鳴電流領域を低温で詳細に調べると(電流電圧特性の電圧による2階微分の電圧依存性)、共鳴エネルギー準位の広がりの定量的分析が可能であることを従来より筆者等は指摘していた。昨年度までの実験的研究の成果によって、(1)そのエネルギー広がりが理想的二重障壁共鳴トンネル構造モデルのエネルギー幅と比較して数百倍程度大きく、(2)障壁・井戸層の界面作製条件(界面での成長中断プロセスの有無)に依存する、こと等が判明していた。その延長線上の今年度の実験的研究により、(3)広がりの程度が電流方向依存性を有すること、(4)共鳴トンネル電流の最大値に対するプロットによって構造パラメータのばらつきを排除した比較ができること、(5)広がりの度合いが構造パラメータ依存性を有すること、等が新たに明らかになった。これらの実験結果を基に、散乱機構に対してモデルを構築し数値的シュミレーションを行った。その際、界面に存在する原子層オーダの凹凸が散乱子となる弾性散乱を取り上げ、量子井戸の二つの界面の片側だけに散乱子が存在すると仮定した。また、ボルン近似の下で算出した散乱強度にその結果として定まるエネルギー幅を状態密度を介して帰還させるセルフコンシステント・ボルン近似法を用いた。結果から「界面凹凸の横方向の広がり(アイランド寸法)の増大とともにエネルギー広がりが増大する」という常識的直感には反する結論が引き出されたが、実は、これは上記の実験結果に支持される。定量的にも、計算で求めた広がりの変化量が分子線エピタキシ-結晶成長の中断によって生ずるアイランド寸法の変化量に対して一致を示した。加えて、1次元のポアソン方程式とシュレディンガー方程式を連立して解く方法によって散乱因子のポテンシャル高さの電流方向依存性を精密に求めたが、驚くべきことに、ここでも計算結果は実験結果との一致を示した。これらの結果から、共鳴準位の広がりの一部はALAs-on-GaAs界面の原子層オーダの凹凸による擬3次元的な弾性散乱が寄与していると断言して良いことが判明した。

Double barriers are common in the field of current, the characteristics of cryogenics, the dependence of current generators, and the quantitative analysis of current characteristics. The results of last year's research show that: (1) the ideal double barrier is hundreds of times larger than that of the ideal double barrier, and (2) the interface operation condition of the barrier shaft (interface growth interruption) is very important. On the extension line, the study of the current year, (3) the current direction dependence is different, (4) the current direction dependence is different, (4) the current direction dependence is different, and (4) the current direction dependence is different from each other. Wait for the new one to know what to do. According to the results of the survey, the scattered institutions do not need to know the number of people who are in the market. In the international and interface, there are atoms, atoms, bumps, bumps and bumps. In this paper, the results of the calculation of the dispersion strength are calculated by using the method of approximation. The results show that the amplitude of the density is different from that of the approximate method. Results the interface concavity and convexity of the interface, the transverse direction of the interface, the horizontal direction of the interface, the transverse direction of the interface, the horizontal direction of Quantitative measurement, calculation and calculation of molecular weight, molecular line temperature, molecular weight, molecular weight, molecular weight and molecular weight. In addition, one-dimensional equations, equations, equations and solutions. The results show that the results of the ALAs-on-GaAs interface are related to the concavity and concavity of the three dimensions, and the results are related to the assertions that they are correct.