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2008 Fiscal Year Annual Research Report

第一原理量子輸送計算による高機能界面ナノ構造の設計

Research Project

Project/Area Number 20710078
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

小野 倫也  Osaka University, 大学院・工学研究科, 助教 (80335372)

Keywords第一原理電子状態計算 / 量子輸送特性 / 分子デバイス / 半導体デバイス
Research Abstract

本研究では、ナノ構造の電子状態や電気伝導特性を量子力学の第一原理に基づいて予測するためのシミュレーション手法および開発を行っている。特に、今後の計算機の進化の傾向を鑑み、並列計算に有利な実空間差分法を用い、ペタコン世代の計算環境でグローバルスタンダードとなる大規模第一原理計算コードを開発しようとするものである。コードめ基幹部分の開発は研究代表者が中心となって行い、一部のサブルーチンはドイツ・ユーリッヒ研究所と共同でも開発している。開発中のコードは、共有メモリ型並列計算機および分散メモリ型並列計算機の両方で高速な計算が可能なように、MPIおよびOpenMPのハイブリッド並列化を行っている。今年度は、Projector Augmented Wave擬ポテンシャルの計算の高速化を行った。これにより、スピン分極した系の高精度で高速な電子状態計算が可能となった。さらに、量子輸送計算のルーチンを従来のグリーン関数を用いた方法に加え、波動関数の時間発展により求める計算方法も開発した。
また、シリコン系トランジスタの基本構成要素として広く使われている酸化シリコン/シリコン界面における界面欠陥とリーク電流の相関を、新規に開発したコードを用いて調べた。特に、欠陥構造の違いによるリーク電流量の差異や界面欠陥構造とリーク電流経路の相関、水素シンターなど界面欠陥処理方法のリーク電流抑制に対する効果を評価し、絶縁特性の劣化に深刻な影響を与える界面欠陥構造を特定した。

  • Research Products

    (9 results)

All 2009 2008

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] First-Principles Study on Magnetic Ordering of Al Infinite Single-row Atomic Wire2009

    • Author(s)
      T. Ota, K. Hirose, and T. Ono
    • Journal Title

      J. Phys. : Condens. Matter 21

      Pages: 064240 1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] First-principles study on STM current images of C_2H_2 - adsorbed Si(001) surface2008

    • Author(s)
      Y. Egami, T. Ono and K. Hirose
    • Journal Title

      Surface and Interface Analysis 40

      Pages: 1067-1070

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] First-principles study on electronic structure of fullerene polymers2008

    • Author(s)
      H. Kitajima, Y. Egami, H. Nakayama, K. Hirose and T. Ono
    • Journal Title

      Surface and Interface Analysis 40

      Pages: 1063-1066

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] First-principles calculation of electronic polarization of III-V nanotubes2008

    • Author(s)
      J. Otsuka, K. Hirose, and T. Ono
    • Journal Title

      Phys. Rev. B 78

      Pages: 035426 1-5

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] First-principles Calculation for leakage Current through Si/SiO_2 Interface2009

    • Author(s)
      Tomoya Ono
    • Organizer
      XIV INTERNATIONAL WORKSHOP ON COMPUTATIONAL PHYSICS AND MATERIALS SCIENCE : TOTAL ENERGY AND FORCE METHODS
    • Place of Presentation
      Trieste, Italy
    • Year and Date
      2009-01-09
  • [Presentation] Oscillatory Behavior of Conductance of 5d Metal Nanowires2008

    • Author(s)
      Tomoya Ono
    • Organizer
      The 11th Asian Workshop On First-Principles Electronic Structure Calculations
    • Place of Presentation
      Kaohsiung, Taiwan
    • Year and Date
      2008-11-02
  • [Presentation] First-principles study on electron transport properties of molecules2008

    • Author(s)
      Tomoya Ono
    • Organizer
      4th Handai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
    • Place of Presentation
      Osaka
    • Year and Date
      2008-09-30
  • [Presentation] 5d金属原子鎖の電子輸送特性に関する第一原理計算2008

    • Author(s)
      小野倫也
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手
    • Year and Date
      2008-09-21
  • [Presentation] Conductance oscillation of 5d metal atomic nanowires2008

    • Author(s)
      Tomoya Ono
    • Organizer
      International Conference on Quantum Simulators and Design 2008
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      2008-06-01

URL: 

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

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