アモルファスシリコンにおける深い不純物準位の水素不純物による不活性化機構の解明

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03640291
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 吉田 博 東北大学, 理学部, 助手 (30133929)
• キーワード: アモルファスシリコン / 深い不純物 / 水素不純物 / 不活性化機構

研究概要

公布額が当初の申請額よりも削減されたため購入設備について縮小し、計算費については別の資金(科学技術庁振興調整費)を導入することで切り抜けた。このため基本的には大きな変更もなく研究は進んでいる。現時点では計算費が充分でないためにあまり大きくないス-パ-セルを用いている(64個原子)。
設備機器としてマッキントッシュIIcxを8月末に導入し、これを用いて計算プログラムの開発を行なっている。結晶構造や対称性を仮定することなく電子状態や結晶構造を非経験的にきめるDynamical Simulated Annealing(DSA)法と呼ばれる計算方法の開発をほぼ完了したが、将来の効率的な計算プログラム開発には高性能のワ-クステ-ションの導入が不可欠である。Dynamical Simulated Annealing法の方法論的定式化はすでに完了しており、すでにp型固体シリコン中の水素不純物には適用し、水素不純物によるボロンなどの浅い不純物準位の不活性化の機構を解明している。
これまで、固体シリコン中の水素原子不純物を含む深い不純物準位の電子状態の計算を、第一原理に立脚した固体電子論的手法で明かにした。とくに、ボロンをド-プしたp型固体シリコンにおける、水素不純物によるボロンの浅い不純物準位の不動態化の機構を解明している。
アモルファスシリコンと水素不純物の系への適用についても、現時点ですでに定式化は完了しており、現在アルゴリズムの開発中である。

研究成果

• [文献書誌] H.KatayamaーYoshida: "Hyperfine and Superhyperfine Interaction Parameters of Interstitial 3d Transition Atom Impurities in Semiconductors." to be published in the Springer Series in Solid State Sciences. (International Workshop on Hyperfine Interaction of Defects in Semiconductors Corsica,France,1992.).
• [文献書誌] H.KatayamaーYoshida T.Sasaki: "Electronic Structure of Positive Muon in Semiconductors." Special issue of Muon Spin Rotation,Solid State Physics,. 26. 837-843 (1991)
• [文献書誌] T.Sasaki,T.Oguchi,H.KatayamaーYoshida: "Li Impurity in ZnSe: Electronic Structure and the Stability of the Acceptor." Phys.Rev.B. 43. 9362-9366 (1991)
• [文献書誌] C.Kaneta,H.KatayamaーYoshida T.Sasaki: "Atomic Configuration and Its Stability of CarbonーOxygen Complex in Silicon." Proceedings of 20ーth nternational Conference on the Physics of Semiconductors,World Scientific Pub.638-642 (1991)
• [文献書誌] T.Sasaki,T.Oguchi,H.KatayamaーYoshida: "Selfーcompensation Mechanism in IIーVI Semiconductors" To be published in OptoelectronicsーDevices and Technologies (edited by M.Kikuchi and Y.Hamakawa,1992).
• [文献書誌] C.Kaneta,T.Sasaki,H.KatayamaーYoshida: "Stabilizing Mechanism and Impurity Vibrations of the CarbonーOxygen Complexes in Crystalline Silicon" Phys.Rev.B.