2020 Fiscal Year Annual Research Report
Computational materials design for hetero-bond manipulation
| Project Area | Materials Science and Advanced Elecronics created by singularity |
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| Project/Area Number |
16H06418
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
伊藤 智徳 三重大学, 工学研究科, 招へい教授 (80314136)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋山 亨 三重大学, 工学研究科, 准教授 (40362363)
正直 花奈子 三重大学, 工学研究科, 助教 (60779734)
河村 貴宏 三重大学, 工学研究科, 助教 (80581511)
寒川 義裕 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (90327320)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 計算科学 / 特異構造 / 窒化物半導体 / ナノ構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、各種成長手法との対応を念頭に、対象材料をGaNのみならずAInN、 InGaN等の混晶系に拡張するとともに「特異構造創成指針」の検討を行った。（１）表面ステップでの吸着・脱離に関して、Al(0001)表面におけるステップ端での吸着・脱離の挙動におけるキャリアガス依存性を検討した。その結果、AlN(0001)表面でのキャリアガスに依存した表面モルフォロジーの変化が、ステップ端でのマイグレーション障壁の非対称性(シュエーベル障壁)に起因することを明らかにした。（２）InGaN/GaN(0001)系における量子ドット形成における成長雰囲気依存性、格子不整合度依存性を検討し、それぞれの支配因子を明らかにした。成長雰囲気依存性は表面再構成、格子不整合度依存性はドット形成によるエネルギー利得と強い相関があることを見出した。これらの結果に基づき、量子ドット創成指針を明らかにした。（３）新奇特異構造探索として、III-V族化合物半導体とグラフェンおよびBNで構成される原子層ヘテロ構造での安定性を検討し、III-V族化合物半導体は2層ハニカム(DLHC)構造をもつヘテロ構造を形成し得ること、III-V族半導体に起因する特異な電子状態が発現する可能性を見出した。（４）GaN結晶中の0次元特異構造（Nサイト置換O：ON）の形成プロセスについて、第一原理計算とBCF理論を基に解析を行った。+c（[0001]方向）および－c（[000－1]方向）に5度オフした場合を比較すると前者の方が残留酸素濃度が約1桁高くなることが報告されており、その原因をステップ端の電荷バランスの観点から明らかにした。また、+c成長において、Mgアクセプタを添加するとMg-O複合欠陥の形成・安定化により残留酸素濃度が増加する現象を見出した。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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