2023 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of SiC-MOS interfaces by developing electronic structure calculation methods
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21H04553
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
松下 雄一郎 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任准教授 (90762336)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤ノ木 享英 (梅田享英) 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (10361354)
大島 武 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 量子機能創製研究センター, センター長 (50354949)
吉岡 裕典 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (60712528)
土方 泰斗 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (70322021)
押山 淳 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 特任教授 (80143361)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| Keywords | SiC / 界面欠陥 / DFT / SiC-MOS / 界面処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度得られた成果は大きく３つのグループに分けられる。(i)表面欠陥に対する高精度な電子状態解析手法の確立。表面欠陥に対する電子状態計算を実施する際、大きな課題は、表面欠陥に対する高い信頼性の有する電子状態計算手法の選択である。本研究ではSiC表面欠陥をターゲットに、電子状態計算手法の開発と、その精度の確認を実験との比較により、表面欠陥に対して定量的にも高い精度で電子状態計算手法を確立した。(ii)SiC-MOS界面における窒素界面処理の有効性の微視的モデルの提案。SiC-MOSデバイスでは、界面処理として慣習的に窒素界面処理法が用いられる。本研究では、界面窒素が界面近傍のゲート電圧を緩和させる作用を持つことを明らかにした。このことは、界面近傍での閉じ込めポテンシャルを緩やかにし、電子状態密度の増加を誘起する事を見出した。このことが、電子キャリアの移動度向上につながることを明らかにした。さらには、特に、界面での窒素高ドープ層が存在すると、伝導帯下端の波動関数を界面近傍から引き離す作用を持っていることを明らかにした。このことは、界面窒素が電子キャリアの界面構造に対する敏感性を鈍らせる、つまり移動度向上につながることを提案した。(iii)量子優位性を有する量子アルゴリズムの開発。更なる高精度かつ大規模な電子状態計算を実施するため、量子コンピュータのアルゴリズムの開発を行った。特に、量子コンピュータ上において量子優位性（古典コンピュータよりも高速に問題を解く性能）を有するアルゴリズムとして確率的虚時間発展法を開発し、その量子優位性の数学的な証明を行った。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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