大規模第一原理計算によるGaN中格子欠陥、不純物の複合構造モデリング

• 研究課題/領域番号: 23K26564
• 補助金の研究課題番号: 23H01871 (2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分30010:結晶工学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 宮崎 剛 国立研究開発法人物質・材料研究機構, ナノアーキテクトニクス材料研究センター, グループリーダー (50354147)
• 研究分担者: 三石 和貴 国立研究開発法人物質・材料研究機構, マテリアル基盤研究センター, 副センター長 (40354328) ; 小田 将人 和歌山大学, システム工学部, 准教授 (70452539)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2026年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2025年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2024年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2023年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
• キーワード: 大規模第一原理計算 / 欠陥構造 / 窒化ガリウム / 密度汎関数法 / 機械学習

研究開始時の研究の概要

本研究では申請者が開発してきた大規模第一原理計算手法を用い、パワー半導体窒化ガリウム(GaN)におけるMgイオン注入によって生じる様々な欠陥構造とMg原子から形成される複合構造の探索と安定性の研究を行う。特に空隙、積層欠陥、ピラミッド型極性反転領域等とMg原子で構成される大規模系に対する全原子第一原理計算を行い、これら欠陥と不純物の複合構造モデリングを行う。構造モデリングでは、構造探索の際に現れる多様な局所構造を教師なしの機械学習に基づいた最新の解析手法を用いた分類、解析を行う。