Separate Evaluation of Electron Coherence Influence Factors in Quantum Device by Resonant Tunneling Structures

谐振隧道结构单独评估量子器件中电子相干性影响因素

基本信息

批准号：
15560291
负责人：
MACHIDA Nobuya
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15560291/
关键词：
hot electron resonant tunneling diode phase coherence structural inhomogeneity phase correlation function electron interference quantum effect device semiconductor 構造不均一

项目摘要

The objective of the research is to clarify a possibility to separately evaluate electron coherence influence factors, that is, phase relaxation, structural inhomogeneity, and temperature, by using IV characteristics of resonant tunneling diode(RTD).We proposed an evaluation method of electron coherence by IV characteristics of RTD. In the method, IV curves are divided into three regions, that is, a)current cut-off region, b)current raising region, and c)current peak region. By fitting experimentally measured IV curve completely, electron phase coherence and structural inhomogeneity can be evaluated from region a)and b)respectively.To confirm effectiveness of present method, we evaluated a InP/InGaAs RTD which was grown by the step flow mode. IV data measured at 4.2K was completely fitted over three orders in current magnitude from region a)to c)by assuming well width fluctuation of 0.6 nm, and we confirmed the effectiveness of our proposed method.Next, we modeled the influence of random distribution of impurities in the emitter and collector electrodes on IV characteristics. Then, we found the condition that the influence on the a)region was quite small. For example, the influence was suppressed with a spacer layer of length 2.6nm when a doping density was 3x10^<17>cm^<-3>.Finally, by using the theoretical method obtained thus far, we succeeded to give a RTD structure where the electron coherence could be evaluated separately.

本研究的目的是阐明利用谐振隧道二极管（RTD）的IV特性来单独评估电子相干性影响因素，即相位弛豫、结构不均匀性和温度的可能性。我们提出了一种电子相干性评估方法通过 RTD 的 IV 特性。该方法将IV曲线分为三个区域，即a)电流截止区域、b)电流上升区域和c)电流峰值区域。通过完全拟合实验测量的 IV 曲线，可以分别从 a) 和 b) 区域评估电子相位相干性和结构不均匀性。为了证实本方法的有效性，我们评估了通过阶跃流模式生长的 InP/InGaAs RTD。通过假设井宽波动为 0.6 nm，在 4.2K 测量的 IV 数据完全拟合了从区域 a) 到 c) 的三个数量级的电流量级，并且我们证实了我们提出的方法的有效性。接下来，我们对随机分布的影响进行了建模发射极和集电极中的杂质对 IV 特性的影响。然后，我们发现对a)区域的影响很小。例如，当掺杂密度为3x10^<17>cm^<-3>时，使用长度为2.6nm的间隔层抑制了影响。最后，通过使用迄今为止获得的理论方法，我们成功地给出了RTD结构其中电子相干性可以单独评估。

项目成果

期刊论文数量（26）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Young's Double-Slit Interference Experiment of Hot Electron in Semiconductors

半导体中热电子的杨氏双缝干涉实验

DOI：
发表时间：
2003
期刊：
Sixth International Conference on New Phenomena in Mesoscopic Systems & Fourth International Conference on Surfaces and Interfaces of Mesoscopic Devices 1.6
影响因子：
0
作者：
K.Furuya;et al.
通讯作者：
et al.

Numerical Foundation of Hot-Electron Diffraction Experiment Based on Ballistic Electron Emission Microscone

基于弹道电子发射微锥的热电子衍射实验的数值基础

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Japanese Journal of Applied Physics 43
影响因子：
0
作者：
N.Machida;et al.
通讯作者：
et al.

K.Furuya et al.: "Young's Double-Slit Interference Experiment of Hot Electron in Semiconductors"Sixth International Conference on New Phenomena in Mesoscopic Systems & Fourth International Conference on Surfaces and Interfaces of Mesoscopic Devices. 1.6.

K.Furuya等人：“半导体中热电子的杨氏双缝干涉实验”第六届介观系统新现象国际会议

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Numerical Foundation of Hot-Electron Diffraction Experiment

热电子衍射实验的数值基础

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Jpn.J.Appl.Phys. 43・11A
影响因子：
0
作者：
N.Machida;H.Kanoh;K.Furuya;土屋英昭;N.Machida et al.
通讯作者：
N.Machida et al.

InP Hot Electron Transistors with a Buried Metal Gate

DOI：
10.1143/jjap.42.7221
发表时间：
2003-12
期刊：
Japanese Journal of Applied Physics
影响因子：
1.5
作者：
Y. Miyamoto;R. Yamamoto;H. Maeda;K. Takeuchi;N. Machida;L. Wernersson;K. Furuya
通讯作者：
Y. Miyamoto;R. Yamamoto;H. Maeda;K. Takeuchi;N. Machida;L. Wernersson;K. Furuya