| 講演名 | 2022-12-19 量子輸送パラメータの抽出に向けた三重障壁共鳴トンネルダイオードのアドミタンススペクトロスコピー 牧野 赳士(都立大), 須原 理彦(都立大), 浅川 澄人(都立産技高専), 渡邊 一世(NICT), 赤羽 浩一(NICT), |
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| 抄録(和) | 半絶縁性InP基板上に低温MBE成長で作製したInGaAs/InAs/InAlAsヘテロ構造からなる三重障壁共鳴トンネルダイオード（TBRTD）を作製し、67GHzまでのSパラメータを室温で測定した。特に、三重障壁構造に起因する微分負性コンダクタンス(NDC)を不要な自励振動を避けて測定することができた。測定用電極などの周辺構造を含むデバイス構造のCADモデルに電磁界シミュレーションを適用して測定データから寄生成分を除去し、TBRTDメサ部分のみのアドミタンススペクトロスコピーを行った。スペクトロスコピーの結果、TBTRDの周波数特性を表現するには熱浴系と共鳴トンネル系の相互作用に起因する非平衡な電子の緩和現象およびトンネル輸送現象を考慮することが不可欠であることが分かった。これらの定量的な表現として量子輸送パラメータを定義し、そのバイアス依存性を抽出した。今回作製したTBRTDにおいては、量子輸送パラメータはおよそピコ秒オーダーで推移していることがわかった。得られた理論アドミタンスの外挿により、300GHz帯におけるNDCの周波数特性を予測した。 |
| 抄録(英) | Triple-barrier resonant tunneling diodes (TBRTDs) consisting of InGaAs/InAs/InAlAs heterostructures fabricated by low-temperature MBE growth on semi-insulating InP substrates were fabricated and their S-parameters up to 67 GHz were measured at room temperature. In particular, the negative differential conductance (NDC) due to the triple barrier structure could be measured without unwanted self oscillations. Admittance data of TBRTDs were deembedded by getting rid of parasitic components with help of electromagnetic simulations for CAD model of particular fabricated device structures. Results of admittance spectroscopy show that it is essential to take into account non-equilibrium electron relaxation and tunneling transport phenomena due to the interaction between the reservoir system and the resonant tunneling system in order to describe the frequency characteristics of TBRTDs. Quantum transport parameters were defined as a quantitative expression of these phenomena and their bias dependence was extracted. In the TBRTDs fabricated in this study, the quantum transport parameters were found to be on the order of approximately picoseconds. By extrapolation of the obtained theoretical admittances, the frequency characteristics of NDCs in the 300 GHz band were predicted. |
| キーワード(和) | 三重障壁共鳴トンネルダイオード / 量子輸送パラメータ / アドミタンススペクトロスコピー |
| キーワード(英) | triple-barrier resonant tunneling diode / quamtum transport parameters / admittance spectroscopy |
| 資料番号 | ED2022-75,MWPTHz2022-46 |
| 発行日 | 2022-12-12 (ED, MWPTHz) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | ED / MWPTHz |
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| 開催期間 | 2022/12/19(から2日開催) |
| 開催地（和） | 東北大学・電気通信研究所 |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | ミリ波・テラヘルツ波デバイス・システム |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 藤代 博記(東京理科大) / 菅野 敦史(NICT) |
| 委員長氏名（英） | Hiroki Fujishiro(Tokyo Univ. of Science) / Atsushi Kanno(NICT) |
| 副委員長氏名（和） | 葛西 誠也(北大) / 冨士田 誠之(阪大) / 池田 研介(電中研) |
| 副委員長氏名（英） | Seiya Sakai(Hokkaido Univ.) / Masayuki Fujita(Osaka Univ.) / Kensuke Ikeda(CRIEPI) |
| 幹事氏名（和） | 大石 敏之(佐賀大) / 堤 卓也(NTT) / 山口 祐也(NICT) / 渡邊 一世(NICT) |
| 幹事氏名（英） | Toshiyuki Oishi(Saga Univ.) / Takuya Tsutsumi(NTT) / Yuya Yamaguchi(NICT) / Issei Watanabe(NICT) |
| 幹事補佐氏名（和） | 小山 政俊(阪工大) / 山本 佳嗣(三菱電機) / 易 利(阪大) / 佐藤 昭(東北大) / 鈴木 左文(東工大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Masatoshi Koyama(Osaka Inst. of Tech.) / Yoshitugu Yamamoto(Mitsubishi Electric) / Li Yi(Osaka Univ.) / Akira Satou(Tohoku Univ.) / Safumi Suzuki(Tokyo Inst. of Tech.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Electron Devices / Technical Committee on Microwave Photonics and Terahertz Photonic-Electronic Technologies |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 量子輸送パラメータの抽出に向けた三重障壁共鳴トンネルダイオードのアドミタンススペクトロスコピー |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Admittance spectroscopy of triple-barrier resonant tunnel diodes for extraction of quantum transport parameters. |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 三重障壁共鳴トンネルダイオード / triple-barrier resonant tunneling diode |
| キーワード(2)（和/英） | 量子輸送パラメータ / quamtum transport parameters |
| キーワード(3)（和/英） | アドミタンススペクトロスコピー / admittance spectroscopy |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 牧野 赳士 / Takeshi Makino |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東京都立大学(略称：都立大) Tokyo Metropolitan University(略称：TMU) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 須原 理彦 / Michihiko Suhara |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東京都立大学(略称：都立大) Tokyo Metropolitan University(略称：TMU) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 浅川 澄人 / Kiyoto Asakawa |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 東京都立産業技術高等専門学校(略称：都立産技高専) Tokyo Metropolitan College of Industrial Technology(略称：TMCIT) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 渡邊 一世 / Issei Watanabe |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 情報通信研究機構(略称：NICT) National Institute of Information and Communications Technology(略称：NICT) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 赤羽 浩一 / Koichi Akahane |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 情報通信研究機構(略称：NICT) National Institute of Information and Communications Technology(略称：NICT) |
| 発表年月日 | 2022-12-19 |
| 資料番号 | ED2022-75,MWPTHz2022-46 |
| 巻番号（vol） | vol.122 |
| 号番号（no） | ED-319,MWPTHz-320 |
| ページ範囲 | pp.19-22(ED), pp.19-22(MWPTHz), |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | 2022-12-12 (ED, MWPTHz) |