| Project/Area Number |
08238201
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
宮本 明 東北大学, 工学部, 教授 (50093076)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保 百司 東北大学, 工学部, 助手 (90241538)
ADIL Fahmi 東北大学, 工学部, 講師 (20282105)
ANDRAS Stirl 東北大学, 工学部, 講師 (30271860)
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| Project Period (FY) |
1996
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 1996)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 1996: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
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| Keywords | 極限集積化知能デバイス / 分子設計支援システム / 分子動力学法 / Tight-Binding / 密度汎関数法 / 拡張Huckel法 / ST / 結晶成長 |
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| Research Abstract |
人間の知能に限りなく近い多種多様な情報の入出力を超高速処理するシステムの実現には、既存の半導体技術の延長ではなく、新しいコンセプトに基づくハードウェア構築が切望される。そのためには、実験的なアプローチに加え、理論化学的な分子設計手段の開発が必須である。そこで本研究では、分子動力学(MD)法、モンテカルロ法、密度汎関数(DFT)法、コンピュータグラフィックス、バーチャルリアリティなどを統合化した極限集積化知能デバイスのための分子設計支援システムの開発を行った。
具体的には、まず量子化学的に対象系のダイナミックスを扱うことができるTight-binding分子動力学計算プログラムを新たに開発した。この方法では電子状態の計算に拡張Huckel法を活用するため、通常数原子程度しか扱うことができない密度汎関数法を活用したCar-Parinello法に比較し、高速でしかも大きな系の計算が可能である。本プログラムを活用し、Siクラスターのエネルギー準位、振動数、ダイナミックスなどを正確に再現することに成功した。また、SiO_2表面のCVD結晶成長過程を扱うことが可能な分子動力学計算プログラムを開発した。本プログラムでは、解離を考慮した2体、3体ポテンシャルの高精度化により、表面上で起こる縮合反応過程を再現することに成功した。同様に、Si表面のエピタキシャル成長過程を再現することが可能な分子動力学計算プログラムの開発をも行った。さらに、3次元周期境界条件下での密度汎関数計算を行うことにより、水素、フッ素などでタ-ミネートされたSi表面について、その詳細な電子状態、反応性などを明らかにした。
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