2021 Fiscal Year Research-status Report
Theoretical study of spin-phonon control in transition metal dichalcogenides
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19K05201
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
植田 暁子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (70453537)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 遷移金属ダイカルコゲナイド / 2次元層状物質 / デバイスシミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、遷移金属ダイカルコゲナイド単層膜の示すスピン・フォノン相関を用いた新原理デバイスの提案を目指している。今年度は、以下のような研究を行なった。
新原理デバイスの設計のため、２次元層状物質デバイスの特性を反映したデバイスシミュレーションモデルの構築を行っている。２次元層状物質トランジスタにおいては、通常、ソースドレイン電極に金属電極を用いる。このとき、コンタクトは、多くの場合、ショットキーコンタクトになる。ショットキー障壁のトンネル電流を反映するデバイスシミュレーションモデルを提案した。また、コンパクトモデル構築のため、コンタクト領域とチャネル領域の電流を表す解析モデルを構築した。
構築したモデルを用いて、数値シミュレーションを行い、トランジスタにおけるチャネル領域とコンタクト領域の役割を考察した。これまで、ショットキーコンタクトの場合、電流ー電圧特性のサブスレショルド領域（オフ状態）では、コンタクト領域の抵抗が支配的であると考えられてきた。しかしながら、本研究において構築したデバイスシミュレーションと解析モデルを用いることにより、長チャネルの２次元層状物質トランジスタにおいては、チャネル領域の抵抗が支配的であることを明らかにした。このことにより、実験におけるショットキー障壁の見積に利用する電流モデルに問題があり、本来のショットキー障壁の高さより低く見積もられることを示した。本研究の成果をApplied Physics Expressに掲載した。また、応用物理学会にて講演を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新原理デバイス設計のためのシミュレーション設計は順調に進んでいる。課題としては、スピン・フォノン相関がモデルに取り入れられていない点が挙げられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
去年度から新原理デバイスの提案のためのデバイスシミュレータの構築をスタートしたが、スピン・フォノン相関のデバイスシミュレーションへの取り込みがまだうまくいっていない。シミュレーションの専門家の意見を取り入れながら研究を推進していきたい。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍によるまん延防止措置のため、予定していた研究議論のための出張を延期。今年度に延期した出張を実行する。
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Research Products
(3 results)
