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量子化学計算を行うためには、対象となるGeのモデルを構築する必要がある。計算精度を上げるためにはできるだけ大きなクラスターが必要であるが、多くの構造を計算するため1日程度で計算を終了できるサイズを目安としGe原子100個程度からなるクラスターを構築した。また計算のモデルに合わせて2次元の周期境界条件を設定した。次に、Geクラスター表面に網羅的に多種の原子を反応させ安定構造を計算した。この結果、Siと異なりGe表面はHにより安定化できず、Fは表面のGe原子との結合が非常に強く、さらに。CやBも比較的表面を安定化ことがわかった。これらの結果より、F表面処理は非常に有効であることが分かった。また、Bによる安定化の可能性も示せた。そこで、次に溶液処理などによりFやB表面修飾が出来ないか調べた。しかし、Bを含む溶液でエッチングしても、表面にBを吸着させることが出来なかった。溶液処理をさらに進めるために、ハロゲン族についてその結合を調べた。その結果Fが最も強く、界面準位の低減化に有効であると考えられるが、ClもHより結合が強く界面準位低減の可能性が計算から分かった。さらに、電子親和力はClがFよりも大きいため、溶液処理による表面修飾の可能性が考えられたため、Ge表面をHClに浸漬することで表面処理をおこないその後光MOCVDによりHfO_2薄膜を堆積し界面状態を調べた。その結果、界面準位が処理をしていないものよりも小さくなり、さらにリーク電流も低減することが分かり、簡便な溶液処理により界面特性を向上させることが出来た。
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