シリコン中原子空孔の量子状態シミュレーション
Publicly Offered Research
| Project Area | Materials Design through Computics: Complex Correlation and Non-equilibrium Dynamics |
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| Project/Area Number |
23104505
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
斎藤 峯雄 金沢大学, 数物科学系, 教授 (60377398)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2012)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | シリコン / 原子空孔 / 第一原理計算 / 十原子空孔 / 超音波実験 / 密度汎関数法 / 計算科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、シリコン原子空孔に関する研究を行った。はじめに、原子空孔のモデル化において用いられるスーパーセル近似の妥当性を調べ、単原子空孔においては、十分に大きなスーパーセルを用いた計算でないと、定性的に誤った結果を与えることを示した。これは、原子空孔周辺の原子が原子空孔中心に向い緩和するため、原子空孔間の距離が短い小さいスーパーセル近似では、格子緩和の影響を十分に考慮できなくなるからである事がわかった。また、融点近傍における単原子空孔の濃度を正確に見積もるため、振動エントロピーの効果を考慮した計算を行った。その結果、エントロピーの効果により、単原子空孔の濃度は4.6倍増加する事が分かった。これまでの研究から、極低温における超音波実験で観測されるソフト化を引き起こす欠陥の候補として、10原子空孔が最有力である事を明らかにした。最終年度においては、中性の電荷状態でソフト化の磁場依存性が小さい原因を研究した。その結果、10原子空孔では、4個のダングリングボンド間に反強磁性的相互作用が存在することが分かり、ソフト化で観測される特異な磁性構造を説明できる可能性を示した。最後に原子空孔を観測する有力な実験手法である、陽電子実験手法の解析のため、陽電子寿命を計算する手法を開発した。本研究では、とくにスピン分極した系の寿命を密度反関数法に基づいて計算するコードを開発した。強磁性体に関する計算結果は、実験結果と矛盾しない事を示し、計算の信頼性を確立した。
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| Research Progress Status |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(50 results)
