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研究生:巫英賓
研究生(外文):Ying-Pin Wu
論文名稱:金屬-二維電子氣間蕭特基接面之電子傳輸特性
論文名稱(外文):Transport Properties of Two Dimensional Electron Gas Schottky Interface
指導教授:傅祖怡陳啟東陳啟東引用關係
指導教授(外文):Tsu-Yi FuChii-Dong Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣師範大學
系所名稱:物理研究所
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
中文關鍵詞:二維電子氣量子點接觸電子自旋注入電子束微影
外文關鍵詞:2DEGQuantum Point ContactSpin injectionE-beam lithography
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我們的實驗可以分成兩個部份。第一個部份為低溫下量子點接觸的電流電壓曲線的研究,我們量測到在零偏壓附近電阻被閘極調變而形成量子化的現象,在比較高偏壓下我們量測到電導與閘極相關的非線性曲線,並針對電導與偏壓之間的關係做一個分析,且試著找出平行磁場對電導的影響。第二部份中,我們利用磁性材料作為自旋電子的注入半導體與偵測的電極,我們的目標是藉由這個方法得知電子自旋注入的效率與遲豫的時間。

In this thesis, we report two sets of experiments. In the first set, current-voltage (IV) characteristics of a two-dimensional electron gas (2DEG) quantum point contact with ferromagnetic gate electrode were studied. Quantization of the zero bias conductance was observed in both zero field and in parallel magnetic field up to 0.3 Tesla. At finite bias voltages, the IV characteristics were nonlinear and plateaus at differential conductance versus bias voltage curves were observed. In the second set of the experiment, spin injection into 2DEG via two oppositely pointed ferromagnetic leads with Schottky-type contacts was studied. Hysteretic magnetoresistance was obtained, indicating existence of anti-parallel magnetization.

目 次
中文摘要 …………………………………………………………i
英文摘要 …………………………………………………………ii
(誌謝) …………………………………………………………iii
目 次 ………………………………………………………… iv
表 次 ………………………………………………………… v
圖 次 ………………………………………………………… vi
第一章 緒論…………………………………………………… 1
第一節 動機…………………………………………………… 1
第二節 砷化鎵(GaAs)的基本特性…………………………… 2
第三節 量子點接觸(Quantum Point Contact) …………… 2
第四節 自旋電子學 (Spintronics) ………………………… 3
第二章 理論背景……………………………………………… 6
第一節 二維電子系統………………………………………… 6
第二節 態密度(Density of States)………………………… 9
第三節 藍道能階(Landau level)…………………………… 12
第四節 量子霍爾效應(Quantum Hall Effect) …………… 17
第五節 蕭特基能障(Schottky Barriers)……………………22
第三章 元件之製作與量測方法……………………………… 25
第一節 歐姆接觸(Ohmic contact)……………………………27
第二節 平台(Mesa)…………………………………………… 34
第三節 閘極(Gate)…………………………………………… 40
第四節 量測方法……………………………………………… 49
第四章 量子點接觸 (Quantum Point Contact)…………… 54
第一節 簡介…………………………………………………… 55
第二節 量子霍爾效應量測結果……………………………… 60
第三節 量子點接觸…………………………………………… 64
第五章 磁性材料與半導體電子自旋傳輸…………………… 74
第一節 自旋電子注入半導體………………………………… 74
第二節 自旋相關傳輸 (Spin-Dependent Transport)………76
第六章 結論與未來展望…………………………………………84
第一節 結論…………………………………………………… 84
第二節 未來工作與展望……………………………………… 84
參考資料 …………………………………………………………86
附錄一 使用晶片之物理特性………………………………… 89
附錄二 實驗使用之儀器……………………………………… 91

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