非対称方形2重障壁構造における波束のピーク出現時間の解析

板村 啓人  山田 徳史  山本 弘明  

誌名
電子情報通信学会論文誌 C   Vol.J86-C   No.9   pp.1017-1024
公開日: 2003/09/01
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Print ISSN: 1345-2827
論文種別: 論文
専門分野: 半導体材料・デバイス
キーワード: 
共鳴トンネル,  波束,  トンネル時間,  ピーク出現時間,  

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あらまし: 
共鳴トンネル現象を利用したデバイスは非常に高速な動作が期待されており,その動作速度は究極的には,電子のトンネル時間によって制限されると考えられている.電子のトンネル時間についてはこれまで様々な評価法が提唱されてきたが,未だ明確な解答は得られていない.本研究では非定常的なトンネル現象に特徴的な時間スケールとして波束の「ピーク出現時間」を提案し,そのエネルギー依存性を2重障壁構造の場合について調べた.その結果,ピーク出現時間は定常状態におけるトンネル時間としてよく用いられる位相時間や滞在時間と同様に共鳴エネルギー付近で最大値をとり,そのエネルギー依存性は波束の幅が大きくなるにつれて位相時間の特性に近づくことがわかった.これにより,非定常的なトンネル現象の時間スケールを考える上での位相時間や滞在時間の有用性とその限界が明らかになった.