半導体結合量子井戸構造中のコヒーレント・トンネル効果のダイナミクスに関する研究

半导体耦合量子阱结构相干隧道动力学研究

基本信息

批准号：
08834004
负责人：
平川一彦
金额：
$ 1.6万
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 (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

我々は、ブロッホ発振器や電子波方向性結合器などの新機能デバイスの可能性を探索するために、結合量子井戸構造中の電子波束のコヒーレント・トンネル現象のダイナミクスを明らかにすることを目的として、研究を遂行した。まず、我々は、極短寿命光伝導体とダイポールアンテナ構造を組み合わせた光伝導ダイポールアンテナとフェムト秒レーザからの光パルスを用いることにより、結合量子井戸構造中の光励起2次元電子の振動的なトンネル現象(ラビ振動)により放出されるテラヘルツ光を時間領域で検出し、トンネル効果のコヒーレンスを直接求めることを試みたが、現段階ではトンネル効果によるテラヘルツ光は検出できていない。試料中のバルク領域を流れる電流サージによるテラヘルツ光は観測されているため、測定系の問題ではないと考えられるが、今後さらに検討してゆく予定である。コヒーレント・トンネル効果のダイナミクスに関する情報を得るための相補的な方法として、我々は非対称結合2重量井戸構造のサイクロトロン共鳴の測定を行った。非対称量子井戸構造中では、量子化エネルギーの差により電子の有効質量がわずかに異なるため、それをマーカーとすることによりトンネル効果のダイナミクスを調べることができる。その結果、2つのサイクロトロン・モード間の相互作用が、テラヘルツ光吸収スペクトルに大きな影響を与えていることが明らかになった。

我们的目标是阐明耦合量子阱结构中电子波包的相干隧道动力学，以探索布洛赫振荡器和电子波定向耦合器等新型功能器件的可能性。首先，通过使用结合了超短寿命光电导体和偶极天线结构的光电导偶极天线以及来自飞秒激光器的光脉冲，我们演示了耦合量子阱结构中光激发二维电子的振动隧道效应。太赫兹光在时域中所发出的现象（拉比振荡）直接决定了隧道效应的相干性，但现阶段我们还无法探测到由于隧道效应而产生的太赫兹光。已经观察到流经样品大部分区域的电流浪涌引起的太赫兹光，因此不认为这是测量系统的问题，但我们计划在未来进一步研究这一问题。作为获取相干隧道动力学信息的补充方法，我们对不对称耦合的双重量井结构进行了回旋共振测量。在非对称量子阱结构中，由于量子化能量的差异，电子的有效质量略有不同，通过以此为标志，可以研究隧道效应的动力学。结果表明，两种回旋加速器模式之间的相互作用对太赫兹光学吸收光谱有很大影响。