固体中電子波面変換機能の時間領域シミュレーション

固态电子波前转换函数的时域模拟

• 批准号: 13750303
• 负责人: 町田 信也
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750303/
• 关键词: 電子波; 数値シミュレーション; 時間領域; 回折; 位相シフタ; BEEM; 半導体; 量子構造

本研究は固体中での電子の波面変換機能を時間領域で解析するシミュレータ開発、開発されたシミュレータを用いた波面変換観測実験の原理実証を目的として行なわれた。シミュレータの主要部開発は前年度に完成されており、本年度は走査探針を用いた電子の固体中波面現象観測実験の原理実証を行った。本実験においては、走査探針から電子が放出され、固体中回折構造を通過し、エネルギフィルタで直進波のみ選り分けられ基板に到達する。この所謂弾道電子放出顕微鏡(BEEM)電流の探針位置依存性が回折パターンとなる。昨年度において、二次元空間における時間領域シミュレーションから、回折構造をInP/GaInAs位相シフタとすることで、従来のBEEM技術を用いて観測の可能性があることが指摘された。しかしながらシミュレーション空間は二次元であり、走査探針の取り扱いは線波源とされていた。そこで、実際の探針形状が点状であり、探針を三次元点状波源としてモデル化する方法を考案し、最終的な波面現象観測の原理実証を行なった。点状波源のモデルとしては、電子の波動関数を探針上で探針先端の物理直径程度の広がりを持つガウス関数として局在させることにより行なった。さらに、ガウス関数を実現するに必要な電子エネルギの広がりと回折パターンのコントラストとの関係を調べた。結果、回折パターンのコントラストは探針先端の物理直径に大きく依存し、直径が1mm程度以上で明瞭な回折パターンが出現することが解かった。

This study は solid で の electronic wave - の replacement can で を time field analytical す る シ ミ ュ レ ー タ 発, open 発 さ れ た シ ミ ュ レ ー タ を with い た wave variations in 観 measurement be 験 の principle be card を purpose と し て line な わ れ た. シ ミ ュ レ ー タ の main department open 発 は before annual に complete さ れ て お り, this year's は を walkthrough probe with い た wave phenomenon in electronic の solid 観 measurement be 験 の principle be line card を っ た. This be 験 に お い て は, walkthroughs probe か ら electronic が release さ を れ, solid back in the fold structure through し, エ ネ ル ギ フ ィ ル タ で straight into the wave の み choose り points け ら れ substrate に reach す る. <s:1> The so-called spring channel electron emission 顕 micromirror (BEEM) current <e:1> probe position-dependent が retracement パタ となる となる. Yesterday's annual に お い て, 2 dimensional space に お け る time domain シ ミ ュ レ ー シ ョ ン か ら, back to the fold structure を InP/GaInAs phase シ フ タ と す る こ と で, 従 の BEEM technology を with い て 観 possibility measure の が あ る こ と が blame さ れ た. <s:1> であ であ ながらシ ながらシ ュレ ショ ショ ショ <s:1> spatial <s:1> two-dimensional であ であ, the probe for walking and exploring takes the <s:1> of the <s:1> line of the wave source とされて た た た. そ こ で shape, the event be の probe が dot で あ り, probe を three dimensional point waves と し て モ デ ル change す る method し を test case, the final wave phenomenon 観 な の measuring principle be line card を な っ た. Dot waves の モ デ ル と し て は, electronic の で probe on the wave number of masato を probe apex diameter の physics degree の hiroo が り を hold つ ガ ウ ス masato number と し て bureau in さ せ る こ と に よ り line な っ た. さ ら に, ガ ウ ス masato number を be presently す る に necessary な electronic エ ネ ル ギ の hiroo が り と inflexion パ タ ー ン の コ ン ト ラ ス ト と の masato is を adjustable べ た. Results, back to the fold パ タ ー ン の コ ン ト ラ ス ト は probe apex の physical large diameter に き く dependent し, 1 mm diameter が degree above で clear な inflexion パ タ ー ン が appear す る こ と が solution か っ た.

项目成果

N.Machida et al.: "Phase Coherence and Temperature Dependence of Current-Voltage Characteristics at Low-Current and Low-Voltage Region of Double-Barrier Resonant-Tunneling Diode"Japanese Journal of Applied Physics. 41・7A. 4469-4473 (2002)

N. Machida 等人：“双势垒谐振隧道二极管低电流和低电压区域的电流电压特性的相位相干性和温度依赖性”日本应用物理学杂志 41・7A。 2002）

N.Machida et al.: "Numerical Simulation toward Observation of Electron Wave Diffraction by Ballistic Electron Emission Microscope"7th international conference on nanometer-scale science and technology, 21st European conference on surface science. nano-7 e

N.Machida 等人：“弹道电子发射显微镜观察电子波衍射的数值模拟”第 7 届国际纳米级科学技术会议、第 21 届欧洲表面科学会议。

N.Machida et al.: "Theoretical Explanation of Current Modulation by Magnetic Field Observed in Hot-Electron Double-Slit Experiment"21st Electronic Materials Symposium. EMS-21. G-10 (2002)

N.Machida等人：“热电子双缝实验中观察到的磁场对电流调制的理论解释”第21届电子材料研讨会。

N.Machida, H.Tamura, K.Furuya: "Numerical simulation of hot electron interference in a solid state biprism"Springer Proceedings in Physics. 87. 1723-1724 (2001)

N.Machida、H.Tamura、K.Furuya：“固态双棱镜中热电子干涉的数值模拟”施普林格物理学报。

N.Machida, K.Furuya: "Coherent hot electron emitter"Japanese Journal of Applied Physics. 40・1. 64-68 (2001)

N.Machida，K.Furuya：“相干热电子发射器”日本应用物理学杂志 40・1（2001）。