| 研究課題/領域番号 |
20K04611
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
服部 淳一 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 (80636738)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | フォノン / 熱輸送 / 熱伝導 / 半導体デバイス / 熱電デバイス / デバイスシミュレーション / TCAD / 電子デバイス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
フォノンによる熱輸送をデバイス・シミュレーションの枠組みの中でシミュレーションするために必要なモデルおよび要素技術を研究、開発する。まず、シミュレーションで扱うフォノン・モードを計算の正確度と速度とが両立する数にまで集約する方法を検討する。次に、低次元材料を対象に、数多くのフォノン研究から得られている膨大な知見をシミュレーションに反映させる方法を検討する。
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| 研究成果の概要 |
トランジスタをはじめとする半導体デバイスの挙動を計算機上に再現するデバイス・シミュレーションに対し、熱シミュレーションの正確度を高めるため、半導体では原子の集団運動、すなわち、フォノンが熱の主たる運び手であることに注目し、フォノンによる熱輸送のシミュレーション方法を検討した。そして、標準的なデバイス・シミュレーションの枠組みの中で実現する方法を考案し、フーリエの法則の基づく従来の方法よりも忠実にデバイスで起こる種々の熱関連現象をシミュレーションに反映できるようになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、フォノンによる熱輸送のシミュレーションを、標準的なデバイス・シミュレーションの枠組みに完全に適合する形で実現する方法を検討した初めての取り組みであった。考案した方法は標準的なデバイス・シミュレータに容易に実装できる。既に、研究代表者の所属機関で開発するデバイス・シミュレータ「Impulse TCAD」に実装しており、希望者は当該機関の所定の手続きを経れば使用することができる。
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