研究内容

トップダウン系とボトムアップの接続の基礎

 半導体レーザやLEDは、LSIと同様に、光リソグラフィーを用いて作製されるという意味でトップダウン系デバイスのひとつである。
 ボトムアップ系とトップダウン系との接続を目指した最初のステップとして、我々は、室温連続発振の達成と長寿命化の試みを 通じて物性を良く知っている II-VI族レーザの劣化に着目した。

 ZnSe系レーザの劣化した2次元活性層にはフラクタル次元1.5の転位ネットワークというボトムアップ構造が発生していること、 ZnSe系レーザの劣化は自己組織化臨界現象のひとつであることに基づき、我々は積層欠陥の導入位置の制御、及び、 電子ホールペアの非発光再結合量の調節により、ボトムアップ構造の始点と拡がりを制御し、 その終点をトップダウン構造と連結する可能性を示した。

 Primitiveな段階ではあるが、トップダウン系とボトムアップ系との接続のコンセプト を実際の物質を通じてimplementする可能性を示した。

[1]A.Ishibashi and K.Kondo: Electron Lett., Vol.40, pp.1268-1269 (2004).



図1: 劣化したZnSe系レーザの活性層に発生した転位網の自己相似的なV字構造のサイズと個数のプロット。 傾き1.5のべき乗則を示すボトムアップ構造となっている。左下内挿図は透過電子顕微鏡写真である。 右上内挿図に示すように、始点と終点をトップダウン構造に繋ぐことができる。

研究内容
・ トップダウン系とボトムアップの接続の基礎
・ 2次元電子系の電子相関
・ 準粒子の厳密なエネルギー計算
・ 任意ポテンシャルに閉じ込められた電子の電子密度計算
・ 量子十字構造素子のトランスポート理論
・ スピン量子十字構造素子のトランスポート理論
・ 光電変換デバイスの作製とその評価
・ 高清浄環境の構築


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