| 研究概要 |
垂直分極をもつ表面界面の電子構造と非局所応答関数を第一原理に基づき計算する手法を開発し、垂直分極が生む以下の物理現象を理論的に解明した。
1.表面界面光学応答スペクトルの理論;電子状態の表面界面への局在性を反映して、垂直分極は一般に、光学吸収スペクトル強度を数10%繰り込み抑制する。さらに垂直分極は、表面吸着分子の配向異方性を介して分子の吸収ピークを消滅させることを明らかにした。 2.半導体界面での生体アミノ酸の光イオン化;アミノ酸は電子状態の立場からは2グループに分類できること、界面で電子状態の混成が起きるために半導体との接合界面を使うとアミノ酸を光学励起でイオン化できること、イオン化しても接合は安定であることを明らかにした。 3.界面・転位欠陥が誘起する電子キャリア;InN半導体においてはプに分類できること、界面で電子状態の混成が起きるために半導体との接合界面を使うとアミノ酸を光学励起でイオン化できること、イオン化しても接合は安定であることを明らかにした。 3.界面・転位欠陥が誘起する電子キャリア;InN半導体においては、金属界面や転位は窒素の不対電子の共鳴準位を伝導帯につくり、多量の電子キャリアを発生させる。一方、Si, GaAs, GaNでは、これらアニオン準位は深い準位となるためキャリアを生み出さない。前者の電荷は、実験で見られた異常なキャリアの起源を説明する。4.一般化界面分極理論の構築と動的電荷移動;high-k物質の金属界面における異常分極を解明するために、電子状態の混成に基づく界面分極の一般化電荷中性理論を構築した。一方、分子のナノコンタクト電極界面における過渡電流の理論、電流が引き起こす分子振動の量子摩擦理論をつくり、緩和や量子振動などの電荷移動の動的効果を明らかにした。これら研究成果により、表面界面での垂直分極効果の一般的な特徴とその定量的な重要性が解明された。
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