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変調ドーピングは 、自由電荷キャリアをドナーから空間的に分離するように半導体を作製する技術である。これによりドナーからの散乱が排除されるため、変調ドーピングされた半導体は非常に高いキャリア移動度を示す。
変調ドーピングは、1977年にベル研究所でホルスト・シュテルマー とレイ・ディングルの会話から着想され[ 1 ]、その後すぐにアーサー・ゴッサードによって実装された。シュテルマーとダン・ツイは、変調ドーピングされたウェハを使用して分数量子ホール効果を発見した。
変調ドープ半導体結晶は、異なる半導体種の層を連続的に堆積できるように、エピタキシャル成長によって一般的に成長されます。一般的な構造の1つは、GaAs上に堆積されたAlGaAs層を使用し、AlGaAs中にSi n型ドナーが存在するものです。[ 2 ]
変調ドープトランジスタは高い電気移動度を達成できるため、高速動作が可能となる。[ 3 ]変調ドープ電界効果トランジスタはMODFETとして知られている。[ 4 ]
変調ドーピングの利点の1つは、極低温下でも電荷キャリアがドナーに捕捉されないことである。このため、変調ドーピングされたヘテロ構造を用いることで、電子機器を極低温で動作させることが可能となる。
変調ドーピングされた二次元電子ガスはゲート制御によって量子ドットを作製することができる。これらのドットに捕捉された電子は量子ビットとして操作することができる。[ 5 ]