半導体ナノ構造におけるサブバンド間遷移の赤外分光

半导体纳米结构中子带间跃迁的红外光谱

• 批准号: 02J08515
• 负责人: 鵜沼 毅也
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J08515/
• 关键词: サブバンド間遷移; 量子井戸; 電子ラマン散乱; 多体効果; 緩和; 界面ラフネス; 線幅; 散乱

サブバンド間遷移における電子の多体効果及び緩和メカニズムの影響を明らかにするために,以下の研究を行った。昨年度,井戸幅10ナノメートル(nm)クラスの狭いGaAs単一量子井戸におけるサブバンド間電子ラマン散乱(非弾性光散乱)を世界で初めて測定することに成功したが,そこに現れたピークの帰属を行うために,今年度はさらに井戸幅が8.5〜18nmの異なるGaAs単一量子井戸を作製してサブバンド間電子ラマン散乱を測定し,スペクトルの特徴の変化を調べた。その結果,電荷密度集団励起,スピン密度集団励起,及び一電子励起という3種類のサブバンド間励起ピークが現れる18nm量子井戸の状況から,井戸幅を狭くするにつれて電荷密度/スピン密度集団励起のピークが小さくなるという中間的な状況を経て,10nm以下の狭い量子井戸においては偏光依存性のない一電子励起ピークのみが現れていることが明らかになった。また,この狭い量子井戸において,共鳴条件を満たす範囲で入射光子エネルギーを変化させたところ,ラマンシフト及びラインシェイプの特徴的な変化が観測された。これは,電子ラマン散乱過程における面内運動量保存則の緩和を考慮することによって定性的に説明することができ,狭い量子井戸に特有の現象であることから,界面ラフネスによってもたらされていると考えるのが妥当である。本研究成果については,Physical Review B誌における論文発表,及び日本物理学会2004年秋季大会におけるポスター発表を行った。

Migration between サ ブ バ ン ド に お け る electronic の multi-body unseen fruit and び ease メ カ ニ ズ ム の influence を Ming ら か に す る た め に, the following line の research を っ た. Last year, well opens 10 ナ ノ メ ー ト ル (nm) ク ラ ス の narrow い GaAs 単 a quantum well opens に お け る サ ブ バ ン ド between electronic ラ マ ン scattered (non 弾 light scattered) を め the early で て determination す る こ と に successful し た が, そ こ に now れ た ピ ー ク の 帰 を rows う た め に, our は さ ら に well opens が picture 8.5 ~ 18 nm の な る GaAs 単 a quantum well opens を cropping し て サ ブ バ ン ド between electronic ラ マ ン scattered を し, ス ペ ク ト ル の, 徴 の variations change を adjustable べ た. そ の as a result, the charge density set 団 excitation, ス ピ ン density set 団 excitation, and び an electronic excitation と い う 3 kinds の サ ブ バ ン ド wound up between ピ ー ク が now れ る 18 nm quantum well opens の condition か ら, well opens picture を narrow く す る に つ れ て charge density / ス ピ ン density set 団 wound up の ピ ー ク が small さ く な る と い う な status among を 経 て, 10 nm The following の narrow い quantum well opens に お い て は polarization dependence の な い an electronic wound up ピ ー ク の み が now れ て い る こ と が Ming ら か に な っ た. Narrow い ま た, こ の quantum well opens に お い て, resonance condition を against た す van 囲 で photon エ ネ ル ギ ー を variations change さ せ た と こ ろ, ラ マ ン シ フ ト and び ラ イ ン シ ェ イ プ の of 徴 な variations change が 観 measuring さ れ た. こ れ は, electronic ラ マ ン messy process に お け る in-plane exercise save の ease を consider す る こ と に よ っ て qualitative に illustrates す る こ と が で き, narrow い quantum well opens に の phenomenon unique で あ る こ と か ら, interface ラ フ ネ ス に よ っ て も た ら さ れ て い る と exam え る の が appropriate で あ る. This research results に つ い て は, Physical Review B tzu に お け る paper 発 table, institute of physics and び Japan 2004 fall convention に お け る ポ ス タ ー 発 table line を っ た.

项目成果

Takeya Unuma: "Intersubband absorption linewidth in GaAs quantum wells due to scattering by interface roughness, phonons, alloy disorder, and impurities"Journal of Applied Physics. 93巻3号. 1586-1597 (2003)

Takeya Unuma：“由于界面粗糙度、声子、合金无序和杂质导致的 GaAs 量子阱中的子带间吸收线宽”应用物理学杂志，第 93 卷，第 3 期，1586-1597 (2003)。

Intersubband electronic Raman scattering in narrow GaAs single quantum wells dominated by single-particle excitations

以单粒子激发为主的窄 GaAs 单量子阱中的子带间电子拉曼散射

• 发表时间: 2004
• 期刊: Phys. Rev. B 70
• 作者: T.Unuma;K.Kobayashi;A.Yamamoto;M.Yoshita;Y.Hashimoto;S.Katsumoto;Y.Iye;Y.Kanemitsu;H.Akiyama
• 通讯作者: H.Akiyama