Analyses of carrier transport properties in surface-terminated diamond

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K06343
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 猪熊 孝夫 金沢大学, 電子情報学系, 教授 (50221784)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: ダイヤモンド / 金属 / 界面 / 電子状態 / 量子輸送

Outline of Annual Research Achievements

研究計画に基づき，平成２９年度は以下のことを行った。
(1)現有の計算機設備上にて密度汎関数法のSIESTAコードを用い，ダイヤモンド／金属界面の構造最適化と電子状態計算を行った。ダイヤモンド(111)表面を-H, -OH, =Oの各化学種にて終端した上へAuまたはAlを2原子層積層し，ダイヤモンド／金属界面の計算モデルを構築した。このモデルを構造最適化し，界面近傍の原子に関する部分状態密度に着目して電子状態の解析を行った。表面終端構造に依存して金属積層時のフェルミ準位エネルギーの変化に差異が見られ，また酸素終端時には金属積層によりダイヤモンド表面の構造に乱れが生じることがわかった。こうした構造乱れは電子状態にも影響を与えている。これらの結果は，量子輸送特性解析する上で基礎的な知見となる。
(2)非平衡グリーン関数(NEGF)法による量子輸送シミュレーションを行うため，SIESTAコードの実行環境を購入備品のワークステーション上に構築した。現有の計算機上でのSIESTAコードの実行結果と，新規実行環境での実行結果について綿密にテストを行い，計算結果に差異がないことを確認した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画どおり，ダイヤモンド／金属界面の構造最適化と電子状態計算を実施できた。また，新規導入したワークステーション上に計画どおりの計算環境を構築することができ，動作試験結果も良好であった。

Strategy for Future Research Activity

新規導入した計算環境を用いてダイヤモンド・金属界面の量子輸送特性の計算を行う予定である。また，平衡状態の電子状態についてもさらに詳細な解析を行う予定である。