2014 Fiscal Year Annual Research Report
密度汎関数法理論に基づく非平衡ナノスケール電気伝導ダイナミクス
| Project Area | Materials Design through Computics: Complex Correlation and Non-equilibrium Dynamics |
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| Project/Area Number |
22104007
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
渡邉 聡 東京大学, 工学系研究科, 教授 (00292772)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 一之 東京理科大学, 理学部, 教授 (50221685)
相馬 聡文 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (20432560)
小野 倫也 筑波大学, 計算科学研究センター, 准教授 (80335372)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 計算物理 / 物性理論 / 密度汎関数法 / 電気伝導 / ナノスケール物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
主に密度汎関数法に基づく理論計算により、ナノスケール電気伝導のダイナミクスおよび電気伝導と時間変化バイアス電圧・光・原子移動等の諸要素との絡み合いの解明と、複雑構造・状況の計算に向けた大規模計算コードの開発に取り組み、研究期間の最終年度として以下の成果を得た。
（１）ナノ構造の交流応答特性についてこれまでの計算結果を包括的に考察し、直流電気伝導度の大小により２種類の応答の仕方に整理できることを明らかにした。（２）ナノリボン（C, BN, Si）からのレーザー刺激電界電子放射特性を明らかにした。特に、低エネルギー、高強度レーザーによって、多段階光子吸収とキャリヤ包絡線位相効果が現れることを時間依存密度汎関数法によって明らかにした。（３）励起状態間の非断熱結合係数（１次と２次）の計算手法の改良および実証研究を行った。（４）前年度までの研究で予言した歪みグラフェンをチャネルとするFETの優れたスイッチング性能について、実験的に検出する方法の確立に向け、グラフェンに直線偏光を照射した時の光誘起伝導度を強束縛近似法により調べた。光誘起電気伝導度の偏光方向依存性から、グラフェンに歪み印加した際の歪みの方向と大きさを同時に検出できることを理論的に明らかにした。（５）酸化タンタルを用いた抵抗変化素子における電極‐酸化物界面の状態を解析し、銅との界面では酸素濃度が高く、また銅がイオン化していることを明らかにした。このイオン化した銅が電圧に応答して伝導フィラメントが形成されると考えられる。（６）第一原理伝導計算のボトルネックの一つである電極の自己エネルギー計算について、櫻井・杉浦法を用いた計算方法を開発した。この方法を用いてパワーデバイス用として期待されているSiC/SiO2界面での界面欠陥によるキャリア散乱を計算し、熱酸化中に導入される格子間酸素欠陥がキャリアを散乱することを示した。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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