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大規模原子論的計算に基づくナノ構造デバイスシミュレータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 24656235
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関神戸大学

研究代表者

小川 真人  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40177142)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードナノデバイス / 並列化固有値解析 / 原子軌道展開 / 非平衡グリーン関数法 / ガウス求積法 / Jacobi-Davidson法 / 第一原理計算 / 多項式線形結合法 / Gauss求積法 / 非平衡Green関数法 / 多項式線形結合 / 第一原理密度汎関数法 / 強束縛近似法 / 量子輸送 / 量子力学的シミュレーション / 非平衡グリーン関数 / 第一原理バンド構造計算 / 量子デバイスシミュレーション / スペクトル法 / 擬スペクトル法 / 有限差分法
研究成果の概要

【超並列化BPSM解法ルーチンの作成】原子軌道の多項式線形結合を基底とした展開法で、Legendre多項式展開によるGauss求積型の近似展開によるBPSMを並列化することによりオーダN法を実現し、精度を2倍にする解法ルーチンを構築した。
【超並列化 Arnoldi/Jacobi-Davidson型固有値問題解法ルーチンの作成】DGMOSFETやFINFETなど量子閉じ込めが強い場合には、さらに、閉じ込めモードを利用し、取り扱うことの出来る原子数を10000×10000次元まで拡張することが出来、25nm以上のサイズを持つデバイスの電子状態解析および輸送特性解析が可能な解法ルーチンを構築した。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 11件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (12件) 備考 (5件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Strain-induced modulation of anisotropic photoconductivity in graphene,2014

    • 著者名/発表者名
      A. Mehdipour, K. Sasaoka, M. Ogawa, and S. Souma,
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 53 ページ: 115103-115103

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Proposal of simplified model for absorption coefficients in quantum dot array based intermediate band solar cell structure,2014

    • 著者名/発表者名
      A. Mehdipour, K. Sasaoka, M. Ogawa, and S. Souma,
    • 雑誌名

      IEICE Electronics Express

      巻: 11 ページ: 20140548-20140548

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Simulation-based design of a strained graphene field effect transistor incorporating the pseudo magnetic field effect,2014

    • 著者名/発表者名
      S. Souma, M. Ueyama, and M. Ogawa
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 104 ページ: 213505-213505

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Pure spin current induced by adiabatic quantum pumping in zigzag-edged graphene nanoribbons,2014

    • 著者名/発表者名
      S. Souma and M. Ogawa
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 104 ページ: 1831031-4

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Channel length scaling limits of III-V channel MOSFETs governed by source-drain direct tunneling2014

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Koba, Masaki Ohmori, Yosuke Maegawa, Hideaki Tsuchiya, Yoshinari Kamakura, Nobuya Mori, Matsuto Ogawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 53

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Theoretical performance estimation of silicene, germanene, and graphene nanoribbon fieldeffect transistors under ballistic transport2014

    • 著者名/発表者名
      Shiro Kaneko, Hideaki Tsuchiya, Yoshinari Kamakura, Nobuya Mori, Matsuto Ogawa
    • 雑誌名

      Applied Physics Express,

      巻: 7 ページ: 35102-35102

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of lateral strain on gate induced control of electrical conduction in single layer graphene device2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohmori, S. Souma, and M. Ogawa
    • 雑誌名

      J. Computational Electron.

      巻: 12 ページ: 170-174

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Channel Length Scaling Limits of III-V Channel MOSFETs Voverned by Source-Drain Direct Tunneling2014

    • 著者名/発表者名
      S. Koba, M. Ohmori, Y. Maegawa, H. Tsuchiya, Y. Kamakura, N. Mori, and M. Ogawa
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 53

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Performance Estimation of Silicen, Germanene, and Graphen Nanoribbon Field-Effect Transistors under Ballistic Transport2014

    • 著者名/発表者名
      S. Kaneko, H. Tsuchiya, Y. Kamakura, N. Mori, and M. Ogawa
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 7 ページ: 35102-35102

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computational Study on Band Structure Engineering using Graphene Nanomeshes2013

    • 著者名/発表者名
      R. Sako, N. Hasegawa, H,. Tsuchiya, and M. Ogawa
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 113 ページ: 143702-143702

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increased Subthreshold Current due to Source-Drain Direct Tunneling in Ultrashort Channel III-V Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effet Transistors2013

    • 著者名/発表者名
      S. Koba, M. Ohmori, Y. Maegawa, H. Tsuchiya, Y. Kamakura, N. Mori, and M. Ogawa
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 6 ページ: 64301-64301

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparisons of Performance Potentials of Si and InAs Nanowire MOSFETs under Ballistic Transport2012

    • 著者名/発表者名
      TAKIGUCHI Naoya+;KOBA Shunsuke+;TSUCHIYA Hideaki;OGAWA Matsuto
    • 雑誌名

      IEEE Trans. on Electron Devices,

      巻: Vol. 59, No. 1 ページ: 206-211

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atomistic Modeling of Electron-Phonon Interaction and Electron Mobility in Si Nanowires2012

    • 著者名/発表者名
      YAMADA Yoshihiro+;TSUCHIYA Hideaki;OGAWA Matsuto
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: Vol. 111, No. 6

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Photoconductivity-based strain sensing in graphene2014

    • 著者名/発表者名
      Amir Mehdipour, Kenji Sasaoka, Matsuto Ogawa, and Satofumi Souma
    • 学会等名
      International Symposium on Recent Progress of Photonic Devices and Materials
    • 発表場所
      Kobe University (Kobe)
    • 年月日
      2014-11-13 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] モンテカルロシミュレーションによるSiマルチゲート構造MOSFETの準バリスティック輸送特性解析2014

    • 著者名/発表者名
      石田 良馬, 木場 隼介, 土屋 英昭, 鎌倉 良成, 森 伸也, 宇野 重康, 小川 真人
    • 学会等名
      応用物理学会関西支部平成26年度第2回講演会
    • 発表場所
      神戸大学、神戸市
    • 年月日
      2014-11-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] モンテカルロ法を用いたSiダブルゲート構造MOSFETの準バリスティック輸送係数の抽出2014

    • 著者名/発表者名
      土屋 英昭, 石田 良馬, 鎌倉 良成, 森 伸也, 宇野 重康, 小川 真人
    • 学会等名
      電子情報通信学会 シリコン材料・デバイス研究会
    • 発表場所
      機会振興会館、東京
    • 年月日
      2014-11-06 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of current noise caused by potential fluctuation in nanowire FET with an oxide trap2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Furubayashi, Matsuto Ogawa, Satofumi Souma
    • 学会等名
      2014 International Conference on Simulation of Semiconductor Processes and Devices (SISPAD2014)
    • 発表場所
      Mielparque Yokohama, Yokohama, Japan
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Extraction of Quasi-Ballistic Transport Parameters in Si Double-Gate MOSFETs Based on Monte Carlo Method2014

    • 著者名/発表者名
      Ryoma Ishida, Shunsuke Koba, Hideaki Tsuchiya, Yoshinari Kamakura, Nobuya Mori, Shigeyasu Uno, Matsuto Ogawa
    • 学会等名
      2014 International Conference on Simulation of Semiconductor Processes and Devices
    • 発表場所
      Mielparque Yokohama, Yokohama, Japan
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Axial Strain on Switching Behavior of Carbon Nanotube Tunneling Field Effect Transistors2013

    • 著者名/発表者名
      T. Nakano, H. Nagai, M. Ogawa, and S. Souma
    • 学会等名
      Int'l Workshop on Compt. Electron. 2013
    • 発表場所
      奈良公会堂
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantu mDynamical Simulation of Photo-Induced Graphene Switch2013

    • 著者名/発表者名
      T. Akiyama, M. Ueyama, E. Nishimura, M. Ogawa, and S. Souma
    • 学会等名
      Int'l Workshop on Compt. Electron. 2013
    • 発表場所
      奈良公会堂
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of lateral strain on wlwctronic transport in graphene: interplay between band gap formation and pseudo magnetic field effet2013

    • 著者名/発表者名
      M. Ueyama, M. Ogawa, and S. Souma
    • 学会等名
      5th Int'l Conf. on Recent Progress in Graphene Research 2013
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Performance projections of III-V channel nanowire nMOSFETs in the ballistic transport limit2013

    • 著者名/発表者名
      K. Shimoida, H. Tsuchiya, Y. Kamakura, N. Mori, and M. Ogawa
    • 学会等名
      Int'l Conf. on Solid St. Device and Materials (SSDM2013)
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of Tunneling Characteristics through Hetero Interface of InAs/Si Nanowire Tunneling Field Effect Transistors2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyoshi, M. Ogawa, S. Souma, H. Nakamura
    • 学会等名
      SISPAD2012
    • 発表場所
      Denver Co.
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Fast Perturbative Treatment for Efficient Nano-Scale Device Simulation Based on Bridge-Function Pseudo-Spectral Method2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, S. Souma, M. Ogawa
    • 学会等名
      SISPAD 2012
    • 発表場所
      Denver Co.
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 今日結合分子動力学法を用いたグラフェンナノリボンの機械的変形と電子状態に関するシミュレーション

    • 著者名/発表者名
      貝野昭造、相馬聡文、小川真人
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 発表場所
      東京機械振興会館
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] Multiband Simulation of Quantum Transport

    • URL

      http://www2.kobe-u.ac.jp/~lerl2/j_research01.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] Band Calculation of Si (diamond)

    • URL

      http://www2.kobe-u.ac.jp/~lerl2/j_research03_3.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 計算ナノエレクトロニクス研究紹介

    • URL

      http://www2.kobe-u.ac.jp/~lerl2/j_research.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 研究紹介

    • URL

      http://www2.kobe-u.ac.jp/̃lerl2/j_research.html

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] 研究費・受賞等

    • URL

      http://www2.kobe-u.ac.jp/̃lerl2/j_work.html

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [産業財産権] 特許2012

    • 発明者名
      喜多 隆,小川 真人
    • 権利者名
      喜多 隆,小川 真人
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2012-07-27
    • 取得年月日
      2014-03-20
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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