非対称3重バリヤ構造による唯一つの完全共鳴準位の実現

任 捷  永井 信夫  大谷 直毅  三木 信弘  

誌名
電子情報通信学会論文誌 C   Vol.J77-C2   No.4   pp.181-189
発行日: 1994/04/25
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Print ISSN: 0915-1907
論文種別: 論文
専門分野: 半導体材料・デバイス
キーワード: 
唯一つの共鳴準位,  非対称3重バリヤ,  スミスチャート,  回路理論,  

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あらまし: 
量子効果デバイスの開発に伴って,所望の量子効果現象を得るための合成論が必要となってきた.3重バリヤを用いると2重バリヤでは得られない量子効果現像を得る可能性がある.しかし,3重バリヤ,特に非対称3重バリヤに関する研究は十分とは言えない.本論文では,量子井戸内に唯一つの完全共鳴準位を実現する非対称3重バリヤの合成法を回路理論に基づいて考察した.1番目の共鳴準位E1の約4倍に2番目の共鳴準位E2が生じる固有の性質をもつ対称2重バリヤを元の対称2重バリヤとし,その一方の単一バリヤをエネルギーE2において1番目の完全共鳴準位をもつ対称2重バリヤに交換する.この手法により構成される非対称3重バリヤによってE1での透過確率を1のまま残し,高域のエネルギーの透過確率を十分に低下できることを示す.この合成法は複素等価回路に基づいて電力反射係数,スミスチャートを用いて実行できる.また,その物理的な意味付けもスミスチャートで考察できることを示す.合成された非対称3重バリヤの電子波透過特性を数値計算し,完全共鳴準位E1の約4倍での透過確率を0.1程度に抑止できることを確かめている.