バイアス電界下の2重障壁構造における共鳴トンネル現象の理論解析

摘要

最近の20年間にわたる半導体技術の進歩によって，電子の波動性を利用できるような超微細半導体超格子構造の作製が可能になってきている．このようなデバイス設計やその動作解析においては，量子力学的な取扱いが必要となる．本論文では，バイアス電界下の2重障壁構造におけるトンネル現象に関し，井戸層におけるポテンシャル降下を考慮した場合と考慮しない場合の2種類の構造について，トンネル透過係数の理論解析式を導出した．次に，バイアス電界下の2重障壁構造における共鳴条件を解析し考察した．更に井戸層のポテンシャル降下を考慮した場合について，井戸層のポテンシャルを平均し電圧降下を零と仮定する方形近似法によるトンネル特性の解析を行った．方形近似法による計算結果と，井戸層におけるポテンシャル降下を考慮した場合の解析式の計算結果とを比較・考察することによって，この近似方法の有効性を示した．