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研究生:楊士寬
論文名稱:量子點接觸之低溫磁傳輸特性
論文名稱(外文):Low-temperature Magnetotransport Properties of Quantum Point Contact
指導教授:孫允武孫允武引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:物理學系
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:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:65
中文關鍵詞:量子點接觸
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我們使用黃光微影製程配合電子束微影製程,在GaAs/AlGaAs異質接面樣品上製作量子點接觸之元件。由於樣品結構之關係,使我們必須蝕刻非常深之深度,才能將樣品之二維電子氣給蝕刻掉,並由於樣品在濕式蝕刻後有內切之現象,使得樣品之橫向蝕刻程度相對地嚴重,同時在金屬閘極和微小通道之間面上常有斷面發生,會使元件不能正常運作。在克服以上問題後,我們成功地製作出一個可正常運作之量子點接觸元件。
我們對樣品做了在低溫(0.3K)下之環境之不同外加垂直磁場(0~4T)並且外加不同負偏壓之量測。由量測結果可以得到以下結論:(1)我們成功做出一個量子點元件,當對它外加負偏壓至某程度時,可以讓元件給空乏(deplete)掉,這證明此量子點元件是可以正常運作的。(2)當外加垂直磁場增加時,電導對磁場之曲線會愈趨平坦(3)當外加負偏壓增加時,電阻對磁場之曲線之震盪程度會相對變小。
最後我們使用GaAs/InGaAs異質接面元件所量測之數據證明對此元件來說明,對此基板而言,所設計之微小通道結構之尺寸必須要夠小,才能夠使此元件正常運作。
We study the magnetotransport properties of the quantum point contact at the temperature of 0.3K. A pair of split gates are used to control the quantum point contact. The pattern is defined on the GaAs/AlGaAs heterostructure by e-beam lithography.
According to the results, we can conclude that (1) we have successfully made the channel completely depleted by applying a large enough gate voltage; (2) the larger the magnetic field is, the smoother the curve of the conductance vs. the magnetic field is; (3) when we increase the gate voltage, the diagram of the resistance vs. magnetic fields is less fluctuated.
We also investigate the quantum point contact on the GaAs/InGaAs heterostucture. The result shows that the channel should be narrower so that it can to be depleted by the negative gate bais.
摘要.............Ⅰ
Abstract ........Ⅱ
致謝.............Ⅲ
目錄.............Ⅳ
圖表索引.........Ⅴ
第一章 緒論....1
1.1 簡介....1
1.2 量子點接觸之基本原理與特性....2
1.2.1 量子點接觸之彈道傳輸特性..2
1.2.2 量子點接觸在磁場中之特性…6
1.2.3 量子點接觸之製作方法......9
第二章 樣品製作與量測系統...........16
2.1 樣品介紹.....................16
2.2 量子點接觸之樣品製作.........17
2.3 量測系統.....................23
2.3.1 低溫系統.................23
2.3.2 低頻量測系統配置.........24
2.4 元件在製作所遇到之問題.......25
2.5 樣品之封裝...................27
第三章 量子點接觸元件之量測結果.....44
第四章 結論.........................62
參考資料..............................63
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