2006 Fiscal Year Annual Research Report
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17064012
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
広瀬 喜久治 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (10073892)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 英和 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教授 (80170463)
稲垣 耕司 大阪大学, 大学院工学研究科, 助手 (50273579)
小野 倫也 大阪大学, 大学院工学研究科, 助手 (80335372)
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| Keywords | 第一原理電子状態計算 / 電気伝導特性 / ナノストラクチャー |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、研究代表者らが独自に開発した第一原理電気伝導計算手法に基づく計算プログラムを用いてマテリアルデザインを行う。具体的には、電極間に構築された原子・分子ワイヤーやナノチューブ、フラーレンワイヤー、生体分子などの電子輸送特性を理論的に予測する。
今年度は、これまで原子ワイヤーや分子ワイヤーなど一次元系でしか行われてこなかった電気伝導計算を、薄膜など二次元系のものにも適用できるようにアルゴリズムおよびプログラムの改良を行った。
そして、電界効果トランジスタのゲートスタック構造に使われているシリコン基板/シリコン酸化膜界面の電気伝導特性計算と行った。具体的には、界面の原子レベルでの欠陥とリーク電流の相関、特に一般的にデバイス製造プロセスで使われている水素シンターの効果に注目して詳細に調べた。その結果、界面欠陥によるダングリングボンドがある場合、界面欠陥がない場合に比べリーク電流が飛躍的に増大してしまうことが分かった。また、界面欠陥の位置とリーク電流量の相関を調べると、界面欠陥が界面から離れるほど、リーク電流が多くなることが分かった。次に、水素シンター後のモデルとして全てのダングリングボンドを水素原子で終端化した界面の電気伝導特性を調べたところ、リーク電流は欠陥が全くないときと同程度まで減少した。また、終端化されたダングリングボンドの位置は、シンター後の界面のリーク電流量には影響しないことがわかった。
以上の研究により、本研究グループで開発している第一原理電気伝導特性計算法が、最先端デバイス設計の一部に使うことができる可能性を示した。
また、ナノ構造の電気伝導特性の解析を詳細に解析するには、電場応答特性を調べることも重要である。平成18年度中に、電場応答計算プログラムを作成した。
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