半導体ナノ構造の量子光物性とその応用

半导体纳米结构的量子光学特性及其应用

• 批准号: 11212201
• 负责人: 荒川 泰彦
• 金额: $ 37.89万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11212201/
• 关键词: 電子デバイス; 量子エレクトロニクス; 量子コンピュータ; 量子細線; 量子ドット; 半導体; ナノ構造; 量子光物性; 量子井戸; 強磁場; 量子現象

15年度も引き続き書きのテーマを中心に日英共同研究を進めた。(1)量子トンネル効果におけるカオス現象(東大 □Nottingham大)三浦らは、Nottingham大学のEaves教授との共同で、半導体2重障壁共鳴トンネルデバイスにおける強磁場下共鳴トンネル電流を測定し、カオスに特有な現象を見出した。当共同研究では先にトンネルデバイスに磁場を障壁層に垂直な方向から傾けて加えた場合、量子ポテンシャルによる量子化と磁場によるランダウ量子化が混合しあい、きわめて複雑な準位列が形成されるが、共鳴トンネル電流にピークとして観測されるのはこのうちの"Scar function"とよばれる波動関数に対応する周期的な準位だけであることを見出した。(2)窒化ガリウム半導体の光物性(東大□Oxford大学、Nottingham大)Oxford大のRyan教授らと、窒化物半導体の蛍光および吸収におけるフェムト秒ダイナミックスの研究を行い、レーザ発振の利得のダイナミックスを明らかにするとともに、単一量子ドット分光を進めた。荒川、三浦らは、Eaves教授と窒化物半導体の磁気光学効果について共同研究を進め、窒化物半導体バルクおよびヘテロ構造についてサイクロトロン効果を明らかにし、有効質量の議論をすると共に、強磁場中の傾向測定を行った。(3)ナローギャップ半導体量子井戸のサイクロトロン共鳴における電子間相互作用とスピン準位間の緩和現象(東大□Imperial College)三浦、安藤は、Imperial CollegeのStradling教授と共同でInAsをベースとするナローギャップ半導体の量子井戸構造について超強磁場下でのサイクロトロン共鳴の測定を行い、強磁場とナローギャップ半導体に特徴的な新しい現象を見出した。

2015年，我们继续开展日本和英国的联合研究，重点关注书法主题。 （1）量子隧道中的混沌现象（东京大学□诺丁汉大学）Miura等人与诺丁汉大学Eaves教授合作，测量了半导体双势垒谐振隧道器件在强磁场下的谐振隧道电流，并发现他们特有的发现了一个现象。在这项联合研究中，我们首先发现，当磁场以垂直于势垒层的角度施加到隧道器件时，由于量子势引起的量子化和由于磁场混合引起的朗道量子化，形成了极其复杂的阵列我们发现，只有与称为“疤痕函数”的波函数相对应的周期性能级才能被观察到作为谐振隧道电流的峰值。 （2）氮化镓半导体的光学特性（东京大学、牛津大学、诺丁汉大学）我们与牛津大学的Ryan教授一起研究了氮化物半导体中荧光和吸收的飞秒动力学，并研究了氮化镓半导体中增益的动力学同时，我们还推进了单量子点光谱技术。荒川、三浦等人与伊夫斯教授共同研究了氮化物半导体的磁光效应，阐明了氮化物半导体块体和异质结构中的回旋效应，讨论了有效质量，并测量了强磁场中的趋势。它。 （3）窄隙半导体量子阱中回旋共振中的电子相互作用和自旋能级之间的弛豫现象（东京大学、帝国理工学院） Miura 和 Ando 正在与帝国理工学院的 Stradling 教授合作开发基于 InAs 的窄隙结构。我们测量了超强磁场下半导体量子阱结构的回旋共振，发现了强磁场和窄带隙半导体的新现象特征。

项目成果

K.Uchida, N.Miura, F.Issiki, Y.Shiraki: "Carrier Localization in GaP/AIP Type-II Heterostructures in High Magnetic Fields.(2001)"Physica B. 298. 310-314 (2001)

K.Uchida、N.Miura、F.Issiki、Y.Shiraki：“高磁场中 GaP/AIP II 型异质结构中的载流子定位。(2001)”Physica B. 298. 310-314 (2001)

M.Yoshita, N.Kondo, H.Sakaki: "Large terrace formation and modulated electronic states in (110) GaAs"Physical Review B. 63. 075305 (2001)

M.Yoshita、N.Kondo、H.Sakaki：“(110) GaAs 中的大平台形成和调制电子态”物理评论 B. 63. 075305 (2001)

H.Suzuura and T.Ando: "Huge Magneto-Resistance by Phonon Scattering in Carbon Nanotubes"Physica E. 6. 864-867 (2000)

H.Suzuura 和 T.Ando：“碳纳米管中声子散射的巨大磁阻”Physica E. 6. 864-867 (2000)

T.Yaguchi, T.Ando: "Electronic States of Capped Carbon Nanotubes"Journal of Physical Society of Japan. 70. 1327-1341 (2001)

T.Yaguchi、T.Ando：“封端碳纳米管的电子态”日本物理学会杂志。

V.F.Aguekian,N.Miura 他: "Photoluminescence of Free and Localized Excitons from CdTe/CdMnTe Quantum Well Structure in the Presence of a Strong External Magnetic Field"Journal of Luminescence. 87/89. 506-508 (2000)

V.F.Aguekian、N.Miura 等人：“强外部磁场下 CdTe/CdMnTe 量子阱结构的自由激子和局域激子的光致发光”，发光杂志 87/89 (2000)。