外部井戸を有する非対称三重障壁構造におけるトンネル特性の解析

摘要

非対称方形三重障壁構造の前後に井戸を付加した「外部井戸付きの新構造」において，外部井戸がトンネル特性に与える効果を理論的に調べた．まず，透過係数の理論解析式を導出し，共鳴条件を調べた．共鳴は，外部井戸の有無に関係せず，障壁間の二つの井戸に独立に生じる二つの共鳴条件に従うことが分かつた．二つの共鳴エネルギー値において電子の滞在時間を解析した結果，外部井戸を有する三重障壁構造の滞在時間は外部井戸のない三重障壁構造の滞在時間に比べ最大で約14％にまで短縮され，滞在時間短縮の従来の手法であった前付き井戸を付加した構造の滞在時間に比べても60％程度に短縮された．また，電流密度-電圧特性に対しては，外部井戸を有する構造では外部井戸のない構造に比べ低電圧において高電流が得られることが分かった．