Kaneモデルで記述される量子力学系の複素等価回路表示

概要

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量子力学的波動性を利用する電子波デバイスの研究が盛んに行われている. これらのデバイスの動作原理となるポテンシャル構造中での波動現象を体系的に理解し, 利用することは重要である. 近年, 現象の解析に役立つだけでなく, 工学的な立場から見通しのよい手法として等価回路表現を利用した回路理論的なアプローチが幾つか試みられている. 本稿では, 種々の半導体材料によるポテンシャル構造中の波動を記述するKaneモデルに基づく等価回路を導出し, 物理的諸量と回路的諸量の対応について考察した. これによって, これまでに提案されている有効質量近似Schrodinger方程式に基づく等価回路で表現が困難であったポテンシャル構造中の波動現象が等価回路上の波動現象として定式化できる事を示した. 本手法の妥当性を検討するために共鳴トンネル現象について解析し, 回路関数や回路行列, 中でもインピーダンスの概念が有効に利用できることを述べた. いくつかのポテンシャル構造の透過特性, 波動関数, traversal timeについて検討した.
1997-06-26