| 研究課題/領域番号 |
20K04611
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
服部 淳一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (80636738)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | フォノン / 熱伝導 / デバイスシミュレーション / TCAD |
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| 研究実績の概要 |
半導体デバイスのシミュレーションにフォノン熱輸送を取り入れるため、今年度は境界条件を検討した。フォノンが媒体の境界に進入した場合に、どのように反射または透過するのかを個々のモードごとに記述できる一般的な表現を導出した。これらの境界条件を適切に設定することにより、本研究の目標の一つである低次元材料におけるフォノン熱輸送のシミュレーションが可能になると期待される。また、シミュレーションにおいてフォノンを考慮しないで従来の熱伝導方程式で記述する領域との境界について、異種材料間における界面熱抵抗を再現可能な熱エネルギーの流入出の適当な表現を見出した。これにより、フォノン熱輸送を考慮する領域を半導体デバイスの特定の領域に限定できるようになり、シミュレーションの軽量化できた。また、それ以外の領域との接続を自然なものにでき、シミュレーションの信頼性を高めることができた。これらの成果を国際会議「2020 Int. Conf. on Solid State Devices and Materials (SSDM)」および論文誌「Japanese Journal of Applied Physics」などで発表した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今年度は、本研究の目標の二つのうちの一つである低次元材料におけるフォノン熱輸送のシミュレーションに向けた基礎検討を行うことができ、進捗はおおむね順調であると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度の成果を踏まえ、次年度は低次元材料におけるフォノン熱輸送のシミュレーション方法について検討を一層進める。また、本研究のもう一つの目標であるフォノン・モードの集約方法について、特に、非定常状態シミュレーションに対して検討することを計画している。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度は、基礎検討が多く、借りている計算機の使用料が想定を下回った。また、コロナ禍のために予定していた出張のすべてが中止となり、その旅費が残る形となった。これらの未使用金については次年度の計算機使用料に充てる予定である。
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