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2008 Fiscal Year Annual Research Report

界面構造に起因した新しいショットキーバリア理論の展開

Research Project

Project/Area Number 20540310
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

中山 隆史  Chiba University, 大学院・理学研究科, 教授 (70189075)

Keywords界面構造 / ショットキーバリア / 電荷中性準位 / 界面ボンド混成 / 界面ボンド分極 / シリサイド / 界面偏析 / 混晶化
Research Abstract

本研究の目的は、第1原理計算を用いて、金属/非金属界面の安定形態(混晶・偏析界面など)を分類し、各界面構造とショットキーバリアの関係を明らかにすることで、界面構造に起因したショットキーバリアの新しい一般モデル理論を構築することである。本年度に得られた知見は以下である。1.金属/酸化物・平坦界面の電子構造:金属/HfO_2、La_2O_3酸化物界面のショットキーバリアは、界面の原子間結合種に強く依存するが金属種には依らないこと、その起源は界面ボンド混成が誘起する分極であることを初めて解明した。これらの結果は、我々が提唱する一般化電荷中性準位モデルの正当性を証明するものである。特に、分極はボンド混成の強さから、バリアは界面ボンド分極の単純和から見積もられることがわかり、モデルの定量化が可能となった。2.金属/Si・化合物化界面の電子構造:界面に形成されるシリサイド化合物の組成はSi基板との格子整合が原因となり限定されること、金属原子とSi間の電子移動を反映してショットキーバリアはシリサイド組成の単調な関数となることを明らかにした。この結果により、ドープしたシリサイド/非金属界面で観測されているバリア異常の起源が初めて解明された。3.金属/Si・偏析界面の電子構造:界面偏析層の原子種をIII族からV族に変化させると、原子軌道エネルギー及びSiとの結合距離を反映してショットキーバリアは単調に変化するが、II族及びVI族の場合には界面混晶化が進みバリアが非線形に大きく変調されることを見出した。これら結果により、界面の秩序・混晶化とショットキーバリアの相関の重要性が明白となり、来年度以降に一般化モデル理論を構築するための基礎が確立された。

  • Research Products

    (16 results)

All 2009 2008 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (10 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] First-Principles band-gap reduction in GaN/GaSb superlattices2009

    • Author(s)
      M. Ishikawa
    • Journal Title

      Microelectronics J. 40

      Pages: 824-826

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Energy-level alignment,ionization, and stability of bio-amino acids at amino-acid/Si junctions2008

    • Author(s)
      M. Oda
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys 47

      Pages: 3712-3718

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Atomic and electronic structures of stair-rod dislocations in Si and GaAs2008

    • Author(s)
      R. Kobayashi
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys 47

      Pages: 4417-4421

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Relaxation Process of Transient Current Through Nanoscale Systems; Density Matrix Calculations2008

    • Author(s)
      H. Ishii
    • Journal Title

      e-J. Surf. Sci. Nanotech 6

      Pages: 213-221

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Why and How Atom Intermixing Proceeds at Metal/Si Interfaces; Silicide Formation vs. Random Mixing2008

    • Author(s)
      T. Nakayama
    • Journal Title

      ECS Transaction 16

      Pages: 787-795

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Energy-level alignment,ionization,and hole transfer of bio-amino acids at protein/semiconductor junctions2009

    • Author(s)
      T. Nakayama
    • Organizer
      5th Int. Conf. Molecular electronics and Bioelectronics
    • Place of Presentation
      Miyazaki, Japan
    • Year and Date
      2009-03-17
  • [Presentation] Metal-atom diffusion in organic solids: graphene and acetylene prototypes2009

    • Author(s)
      Y. Tomita
    • Organizer
      5th Int. Conf. Molecular electronics and Bioelectronics
    • Place of Presentation
      Miyazaki, Japan
    • Year and Date
      2009-03-17
  • [Presentation] Transient current behavior in nano-linked molecular-bridge systems; what causes applied-pulse deformation?2009

    • Author(s)
      T. Nakayama
    • Organizer
      5th Int. Conf. Molecular electronics and Bioelectronics
    • Place of Presentation
      Miyazaki, Japan
    • Year and Date
      2009-03-16
  • [Presentation] Current-induced quantum friction in nano-linked molecule vibration2008

    • Author(s)
      中山隆史
    • Organizer
      13th Advanced Heterostructure and Nanostructures Workshop
    • Place of Presentation
      Kona, USA
    • Year and Date
      2008-12-09
  • [Presentation] Electronic breathing of transient current through molecule-bridge systems2008

    • Author(s)
      Y.Tomita, T.Nakayama
    • Organizer
      13th Advanced Heterostructure and Nanostructures Workshop
    • Place of Presentation
      Kona, USA
    • Year and Date
      2008-12-09
  • [Presentation] Theory of current-induced friction of nano-linked molecule vibration2008

    • Author(s)
      T. Nakayama
    • Organizer
      15th Int. Conf.Superlattices,Nanostructures,Nanodevices
    • Place of Presentation
      Natal, Brazil
    • Year and Date
      2008-08-07
  • [Presentation] First-principles study of defect-induced carrier generation in InN films; dislocation vs. vacancies and electrode interfaces2008

    • Author(s)
      T. Nakayama
    • Organizer
      15th Int. Conf.Superlattices,Nanostructures,and Nanodevices
    • Place of Presentation
      Natal, Brazil
    • Year and Date
      2008-08-05
  • [Presentation] Electron carrier generation by edge dislocations in InN films; first_ principles study2008

    • Author(s)
      T. Nakayama
    • Organizer
      29th Inc. Conf. Physics Semiconductors
    • Place of Presentation
      Rio de Janeiro, Brazil
    • Year and Date
      2008-08-01
  • [Presentation] Current-induced quantum friction of nano-linked molecule vibration2008

    • Author(s)
      T. Nakayama
    • Organizer
      29th Inc. Conf. Physics Semiconductors
    • Place of Presentation
      Rio de Janeiro, Brazil
    • Year and Date
      2008-07-29
  • [Presentation] Stability and Schottky barrier of polymorphic Ni_xSi_y silicides on Si substrate; first-principles study2008

    • Author(s)
      T. Nakayama
    • Organizer
      29th Inc. Conf. Physics Semiconductors
    • Place of Presentation
      Rio de Janeiro, Brazil
    • Year and Date
      2008-07-29
  • [Remarks]

    • URL

      http://phys8.s.chiba-u.ac.jp/nakayama/index.html

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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