半導体用語集

バリスティック伝導

英語表記:ballistic transport

 電子が,不純物や格子振動などにより散乱されることなく弾道的(ballistic)に運動する場合の電気伝導のこと。強い外部電界で加速された電子や,へテロ接合におけるポテンシャル不連続から打ち出された高エネルギーの電子は,フォノ-ン散乱を受ける前に短距離(典型的には約100nm程度)を弾道的に伝導することができる。このように高エネルギーの電子が,その運動の初期において弾道的に伝導することがある。
 一方,変調ドープされた半導体へテロ接合や量子井戸中には,高移動度の二次元電子系が形成される。特にきわめて注意深く作製した試料中では,100μmを超える平均自由行程も報告されている。このような試料に,微細・加工によって面内方向に微細構造を作製すると,その中の電子は素子境界で反射されながら弾道的に運動し,それが素子の電気伝導特性に大きな影響を与えるようになる。量子ポイントコンタクトにおけるコンダクタンスの量子化などは,その典型的な例である。量子ポイントコンタクトなどのような簡単な場合を除くと,電子の古典的な運動は非常に複雑であり,それに伴い複雑な量子干渉効果が生じる。二次元電子系に周期的にポテンシャル障壁を導入して作られるアンチドット格子では軌道のカオス性が磁気抵抗の振動を,また量子細線の十字路構造では弱磁場でのホール効果の異常など,様々な新しい現象を引き起こす。


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