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量子輸送シミュレータによる極限シリコン新構造・新材料デバイスの設計

研究課題

研究課題/領域番号 21360171
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関神戸大学

研究代表者

小川 真人  神戸大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40177142)

研究分担者 相馬 聡文  神戸大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20432560)
研究期間 (年度) 2009 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2012年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2011年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2010年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2009年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワード量子力学的シミュレーション / 非平衡グリーン関数法 / 原子レベルシミュレーション / 第一原理バンド構造計算 / 第一原理計算 / 量子デバイスシミュレーション / 強束縛近似法 / トンネルトランジスタ / ナノ構造トランジスタ / 量子細線トンネルトランジスタ / III-V属/Siヘテロ構造 / グラーフェンナノリボン / 量子輸送解析 / 非平衡グリーン関数 / 多バンド強束縛近似 / 複素バンド構造 / 非平衡グリーン関数(NEGF)法 / 擬スペクトル法 / ブリッジ関数擬スペクトル法(BPSM) / sp3s*d5多バンド強束縛近似法 / Si Nano-Wire (SNW) MOSFET / 微細化MOS / 歪効果
研究概要

集積回路(LSI)では,それを構成するトランジスタが,ナノメートルオーダにまで微細化され,電子の量子力学的性質(波動性)や構成原子の個性が特性に影響を与えつつある.次世代トランジスタの候補として電流路をナノメータまで細くしたナノワイヤ(NW)トランジスタと呼ばれる構造が注目されているが,消費電力を増大させる原因となるリーク電流などスイッチング特性の劣化や消費電力の増大,製造誤差の拡大のために新材料や新構造を用いたデバイスの必要性が高まっている.本研究ではリーク電流を低減し,LSI の消費電力を低減するために,新たに量子力学的な原子レベルのシミュレータを開発し,それを用いて新しい構造のトランジスタが実現可能であることを明らかにしている.

報告書

(5件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (29件) (うち査読あり 29件) 学会発表 (7件) 備考 (8件)

  • [雑誌論文] Analysis of tunneling characteristics through hetero interface of InAs/Si nanowire tunneling field effect transistors2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyoshi, M. Ogawa, S. Souma
    • 雑誌名

      Proc. of SISPAD 2012

      ページ: 368-371

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast Perturbative Treatment for Efficient Nano-Scale Device Simulation Based on Bridge-Function Pseudo-Spectral Method2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, H. Fujikawa, S. Souma, M. Ogawa
    • 雑誌名

      Proc. of SISPAD 2012

      ページ: 384-387

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atomistic Modeling of Electron-Phonon Interaction and Electron Mobility in Si nanowires2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamada, H. Tsuchiya, M. Ogawa
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: Vol. 111, No. 6

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparisons of Performance Potentials of Si and InAs Nanowire MOSFETs under Ballistic Transport2012

    • 著者名/発表者名
      N. Takiguchi, S. Koba, H. Tsuchiya, M. Ogawa
    • 雑誌名

      IEEE Trans. on Electron Devices

      巻: Vol. 59, No. 1 ページ: 206-211

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance Analysis of Junctionless Transistors Based on Monte Carlo Simulation2012

    • 著者名/発表者名
      J. Choi,K. Nagai,H. Tsuchiya, M. Ogawa
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: V .lo 5 ページ: 54301-54301

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theory of finite temperature Josephson transport through a ferromagnetic insulator2012

    • 著者名/発表者名
      S. Nakamura, M. Ogawa, S. Souma
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: Vol.27 ページ: 308-311

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparisons of Performance Potentials of Si and InAs Nanowire MOSFETs under Ballistic Transport2012

    • 著者名/発表者名
      TAKIGUCHI Naoya+;KOBA Shunsuke+;TSUCHIYA Hideaki;OGAWA Matsuto
    • 雑誌名

      IEEE Trans. on Electron Devices,

      巻: Vol. 59, No. 1, ページ: 206-211

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atomistic Modeling of Electron-Phonon Interaction and Electron Mobility in Si Nanowires2012

    • 著者名/発表者名
      YAMADA Yoshihiro+;TSUCHIYA Hideaki;OGAWA Matsuto
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics,

      巻: Vol. 111, No. 6,

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparisons of Performance Potentials of Si and InAs Nanowire MOSFETs Under Ballistic Transport2012

    • 著者名/発表者名
      Naoya Takiguchi, Shunuske Koba, Hideaki Tsuchiya, Matsuto Ogawa
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES, VOL.59, NO.1, JANUARY 2012

      巻: 59 ページ: 206-211

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parity induced edge-current saturation and currentdistribution in zigzag-edged graphene nano-ribbon devices2011

    • 著者名/発表者名
      S. Souma, M. Ogawa, T. Yamamoto, K. Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of Computational Electronics

      巻: Vol.10, No. 1-2 ページ: 35-43

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of Band-Gap Opening on Ballistic Electron Transport in Bilayer Graphene and Graphene Nanoribbon FETs2011

    • 著者名/発表者名
      R. Sako, H. Tsuchiya, M. Ogawa
    • 雑誌名

      IEEE Trans. on Electron Devices

      巻: Vol. 58, No. 10 ページ: 3300-3306

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of native interface asymmetry and electric field on spin-splitting in narrow gap semiconductor heterostructures2011

    • 著者名/発表者名
      S. Souma, M. Ogawa
    • 雑誌名

      J. Korean Phys. Soc.

      巻: Vol. 58, No.51 ページ: 1251-1255

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of Source/Drain Parasitic Resistance on Device Performance of Ultrathin Body III-V Channel Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effct Transistors2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Maegawa, S. Koba, H. Tsuchiya, M. Ogawa
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: Vol. 4 ページ: 84301-84301

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bridge-Function Pseudospectral Method for Quantum Mechanical Simulatio of Nano-Scaled Devices2011

    • 著者名/発表者名
      Yuta Saito, Takeshi Nakamori, Satofumi Souma, Matsuto Ogawa
    • 雑誌名

      Proc.Int.Conf.SISPAD 2011

      ページ: 311-314

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of geometrical structure and transport property in InAs/Si heterojunction nanowire tunneling field effect transistors2011

    • 著者名/発表者名
      Yasuaki Miyoshi, Matsuto Ogawa, Satofumi Souma, Hajime Nakamura
    • 雑誌名

      Proc.Int.Conf.SISPAD 2011

      ページ: 227-230

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] グラフェンナノエレクトロニクス素子開発に向けて 素子シミュレーションと素子作成・物性評価-2010

    • 著者名/発表者名
      相馬聡文, 小川真人, 山本貴博, 渡辺一之, 長汐晃輔
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: Vol. 45 No. 1 ページ: 63-76

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of interface structure on current spin-polarization in narrow gap semiconductor heterostructures2010

    • 著者名/発表者名
      S. Souma, M. Ogawa
    • 雑誌名

      Physica E.

      巻: vol. 42, Issue 10 ページ: 2718-2721

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-polarization in InAs/AlSb double barrier resonant tunneling structures: influence of barrier material and interface structure2010

    • 著者名/発表者名
      S. Souma, M. Ogawa
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: Vol.3 Issue 2 ページ: 1287-1290

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparisons of Performance Potentials of Silicon Nanowire and Graphene Nanoribbon MOSFETs Considering First-Principles Bandstructure Effects2010

    • 著者名/発表者名
      H. Tsuchiya, H. Ando, S. Sawamoto, T. Maegawa, T. Hara, H. Yao, M. Ogawa
    • 雑誌名

      IEEE Trans. on Electron Devices

      巻: Vol. 57, No. 2 ページ: 406-414

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-polarization in InAs/AlSb double barrier resonant tunneling structures : influence of barrier material and interface structure2010

    • 著者名/発表者名
      S.Souma M.Ogawa
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: 3 ページ: 1287-1290

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of interface structure on current spin-polarization in narrow gapsemiconductor heterostructures2010

    • 著者名/発表者名
      S.Souma M.Ogawa
    • 雑誌名

      Physica E : Low-dimensional Systems and Nanostructures

      巻: 42 ページ: 2718-2721

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparisons of Performance Potentials of Silicon Nanowire and Graphene Nanoribbon MOSFETs Considering First-Principles Bandstructure Effects2010

    • 著者名/発表者名
      H.Tsuchiya, H.Ando, S.Sawamoto, T.Maegawa, T.Hara, H.Yao, M.Ogawa
    • 雑誌名

      IEEE Trans.on Electron Devices

      巻: 57 ページ: 406-414

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] グラフェンナノエレクトロニクス素子開発に向けて-素子シミュレーションと素子作成・物性評価-2010

    • 著者名/発表者名
      相馬聡文・小川真人・山本貴博・渡辺一之・長汐晃輔
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 45 ページ: 63-76

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of Ballistic Efficiency due to Source to Channel Heterojunction Barrier in Si Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors2009

    • 著者名/発表者名
      Wei Wang, H. Tsuchiya,M. Ogawa
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: Vol. 106, No. 2 ページ: 24515-24515

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strain Effects on Electronic Band Structures in Nanoscaled Silicon : From Bulk to Nanowire2009

    • 著者名/発表者名
      T.Maegawa, T.Yamauchi, T.Hara, H.Tsuchiya, M.Ogawa
    • 雑誌名

      IEEE Trans.On Electron Devices 56

      ページ: 553-559

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A First Principles Study on Tunneling Current Through Si/SiO2/Si Structures2009

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Yamada, Hideaki Tsuchiya, Matsuto Ogawa
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys 105

      ページ: 83702-83702

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Device Physics and Simulation Techniques for Nanoscale SOI-MOSFETs2009

    • 著者名/発表者名
      Wei Wang, Hideaki Tsuchiya, Matsuto Ogawa
    • 雑誌名

      ECS Transactions 19

      ページ: 345-350

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Transport Simulation of Silicon Nanowire Transistors Based on Direct Solution Approach of the Wigner Transport Equation2009

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Yamada, Hideaki Tsuchiya, Matsuto Ogawa
    • 雑誌名

      IEEE Trans.on Electron Devices 56

      ページ: 1391-1401

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of Ballistic Efficiency due to Source to Channel Heterojunction Barrier in Si Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors2009

    • 著者名/発表者名
      Wei Wang, Hideaki Tsuchiya, Matsuto Ogawa
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys 106

      ページ: 24515-24515

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Analysis of Tunneling Characteristics through Hetero Interface of InAs/Si Nanowire Tunneling Field Effect Transistors2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyoshi, M. Ogawa, S. Souma, H. Nakamura*
    • 学会等名
      SISPAD 2012
    • 発表場所
      Denver Co.
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Fast Perturbative Treatment for Efficient Nano-Scale Device Simulation Based on Bridge-Function Pseudo-Spectral Method2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, S. Souma, M. Ogawa
    • 学会等名
      SISPAD 2012
    • 発表場所
      Denver Co.
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 擬スペクトル法を用いたシュレディンガー・ポアソン方程式の高精度・高効率解法2010

    • 著者名/発表者名
      中森剛史, 相馬聡文, 小川真人
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      大阪府立大学 中百舌鳥
    • 年月日
      2010-09-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Influence of electromagnetic field on the real-time electronic dynamics in graphene2010

    • 著者名/発表者名
      K.Saeki, M.Ogawa, S.Souma
    • 学会等名
      2010 International Meeting for Future Electronic Devices in Kansai
    • 発表場所
      Osaka
    • 年月日
      2010-05-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 2D Quantum Mechanical Simulation of Gate-Leakage Current in Double-Gate n-MOSFETs2009

    • 著者名/発表者名
      S.Muraoka, R.Mukai, S.Souma, M.Ogawa
    • 学会等名
      International Conference on Simulation of Semiconductor Processes and Devices
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 第一原理バリスティックシミュレーションによるSiナノワイヤトランジスタの性能予測2009

    • 著者名/発表者名
      澤本俊, 前川忠志, 原孟史, 土屋英昭, 小川真人
    • 学会等名
      第70回 応用物理学会 学術講演会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 年月日
      2009-09-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 第一原理バリスティックシミュレーションによる Si ナノワイヤトランジスタの性能予測2009

    • 著者名/発表者名
      澤本 俊,前川忠志,原 孟史土屋英昭,小川真人
    • 学会等名
      第70回 応用物理学会 学術講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2009-08-09
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考] 研究紹介

    • URL

      http://www2.kobe-u.ac.jp/~lerl2/j_research.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] 研究費・受賞等

    • URL

      http://www2.kobe-u.ac.jp/~lerl2/j_work.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www2.kobe-u.ac.jp/~lerl2/j_research.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.research.kobe-u.ac.jp/eng-nanoelectronics/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www2.kobe-u.ac.jp/~ler12/j_research.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.research.kobe-u.ac.jp/eng-nanoelectronies/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www2.kobe-u.ac.jp/~ler12/j_research.html

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.research.kobe-u.ac.jp/eng-nanoelectronics/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2019-07-29  

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