JP5489626B2 - 光電変換素子および光電変換方法 - Google Patents
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Description
図1および図2に示した光電変換素子10は、p型半導体層20と、n型半導体層30と、光電変換層40と、を備えている。
図3に示した光電変換方法では、まず、図3(a)に示したように、励起領域40aに光を入射して、励起子としての電子を励起する。
20・・・p型半導体層
30・・・n型半導体層
40・・・光電変換層
40a・・・励起領域
40b・・・トンネル領域
41・・・井戸層
42・・・障壁層
Claims (8)
- バンドギャップと、電子準位および励起準位の間のエネルギの差と、が同じである第1の量子井戸を有している、複数の励起領域と、
1つの前記第1の量子井戸の電子準位から他の前記第1の量子井戸の励起準位に共鳴トンネル現象で電子を導く複数の第2の量子井戸を有している、少なくとも1つのトンネル領域と、を有しており、
前記励起領域と、前記トンネル領域と、が交互に重なって設けられている、ことを特徴とする光電変換素子。 - 前記励起領域および前記トンネル領域は、p型半導体層およびn型半導体層の間に設けられており、
井戸層と、該井戸層に比べてバンドギャップの大きい障壁層と、が交互に積層されて設けられている、ことを特徴とする請求項1に記載の光電変換素子。 - 第1の量子井戸にバンドギャップ以上の光エネルギを入射して、電子を電子準位以上の準位に励起する第1の工程と、
励起した電子を、前記第1の量子井戸に隣り合っている複数の第2の量子井戸を介して、他の第1の量子井戸の励起準位に共鳴トンネル現象で導く第2の工程と、
前記他の第1の量子井戸に導かれた電子を、伝導帯内の準位間のエネルギの差が当該他の第1の量子井戸のバンドギャップと同じになるように、励起状態から電子準位に緩和させるとともに、当該緩和の際に放出される放出エネルギで別の電子を励起する第3の工程と、を有する、ことを特徴とする光電変換方法。 - 前記第1の工程において、第1の量子井戸のバンドギャップと、電子準位および励起準位の間のエネルギの差と、を同じにして、電子を電子準位以上の準位に励起する、ことを特徴とする請求項3に記載の光電変換方法。
- 前記第1の工程の際に、第1の量子井戸にバンドギャップの2倍以上の光エネルギを入射して、電子を励起準位に励起した後に、
当該励起した電子を、伝導帯内の準位間のエネルギの差が当該第1の量子井戸のバンドギャップと同じになるように、励起準位から電子準位に緩和させるとともに、当該緩和の際に放出される放出エネルギで別の電子を励起する、ことを特徴とする請求項3または4に記載の光電変換方法。 - 前記第1の工程の後に、前記第2の工程および前記第3の工程を複数回繰り返す、ことを特徴とする請求項3から5のいずれかに記載の光電変換方法。
- 前記第1の量子井戸のバンドギャップは、前記他の第1の量子井戸のバンドギャップと等しい、ことを特徴とする請求項3から6のいずれかに記載の光電変換方法。
- 前記第1の工程の際に、複数の波長成分を含む光を入射して、電子を励起する、ことを特徴とする請求項3から7のいずれかに記載の光電変換方法。
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