ナノ構造体電気伝導特性シミュレーションプログラムの開発と低消費電力回路の設計

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21510133
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 広瀬 喜久治 大阪大学, 大学院・工学研究科, 特任教授 (10073892)
• 研究分担者: 後藤 英和 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (80170463) ; 稲垣 耕司 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50273579)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 時間依存密度汎関数法 / 実空間差分法 / 鈴木トロッター公式 / レールウェイアルゴリズム

研究概要

超高速電子デバイスの動作特性を解析するための基本計算ソフトウェアとして時間依存第一原理シミュレーション法に基づく解析プログラムを作成した。レールウェイアルゴリズムによるセルフコンシステント計算とともに非局所項を含むノルム保存擬ポテンシャルを組み込み、高速高精度計算を実現した。周期的電磁場に対する応答特性を解析した。

研究成果

• [雑誌論文] Biorthogonal linear-scaling approach for the transcorrelated method (2009)
  • 著者名/発表者名: Masashi Kojo and Kikuji Hirose
  • 雑誌名: Journal of Computational and Theoretical Nanoscience 巻: 6 ページ: 2567
• [雑誌論文] Electron-Transport Simulations of Finite-Biased Jellium Nanowires by the Impulse-Response Method (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Goto, S. Aiba, T. Suzuki, and K. Hirose
  • 雑誌名: Journal of Computational and Theoretical Nanoscience 巻: 6 ページ: 2656
• [雑誌論文] Direct Minimization of Energy Functional for Few-Body Electron Systems (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Goto, T. Yamashiki, S. Saito and K. Hirose
  • 雑誌名: Journal of Computational and Theoretical Nanoscience 巻: Volume 6, Number 12 ページ: 2576-2582(7)
• [雑誌論文] First-principles path-integral renormalization-group method for Coulombic many-body systems (2009)
  • 著者名/発表者名: Masashi Kojo and Kikuji Hirose
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 80 ページ: 042515
• [学会発表] グラフェンにおける動的電子輸送プロセスの第一原理研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 江上喜幸, 広瀬喜久治
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: Nishinomiya
  • 年月日: 20120324-27
• [学会発表] 非直交基底による多電子状態計算手法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐々木晃, 三長裕, 広瀬喜久治, 後藤英和
  • 学会等名: 分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 20110920-23
• [学会発表] 非直交基底による多電子状態計算手法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐々木晃, 広瀬喜久治, 後藤英和
  • 学会等名: 理論化学討論会
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 20110512-14
• [学会発表] 非直交基底による電子相関エネルギーの高精度計算手法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐々木晃, 広瀬喜久治, 後藤英和
  • 学会等名: 日本物理学会2011年年次大会
  • 発表場所: 新潟市
  • 年月日: 20110325-28
• [学会発表] Electron-electron correlation energy calculations by superposition of non-orthogonal slater determinants (2011)
  • 著者名/発表者名: Akira Sasaki, Kikuji Hirose, and Hidekazu Goto
  • 学会等名: The 6th Japan-Sweden Workshop on Advanced Spectroscopy of Organic Materials for Electronic Applications(ASOMEA-VI)
  • 発表場所: Ishikawa
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Essentially Exact Groundstate Energy Calculations by Superposition of Non-Orthogonal Slater Determinants (2011)
  • 著者名/発表者名: Akira Sasaki, Kikuji Hirose, and Hidekazu Goto
  • 学会等名: 7th Handai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] First-Principles Analysis on Si(001) Etching with Hydrogen Radicals (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Inagaki, K. Hirose, Y. Morikawa, and K. Yasutake
  • 学会等名: Fourth International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Electron-Electron Correlation Energy Calculations by Superposition of Non-Orthogonal Slater Determinants (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Sasaki, K. Hirose, and H. Goto
  • 学会等名: Fourth International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Electronic Structure of Quantum Dots : Direct Energy Minimization Approach (2010)
  • 著者名/発表者名: Akira Sasaki, Kikuji Hirose and Hidekazu Goto
  • 学会等名: International Conference on Core Research and Engineering Science of Advanced Materials
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 20100530-0604
• [学会発表] Role of Correlation Effects in Many-Electron System : Toward Overcoming Unreliability Problems of Density Functional Theory (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Kojo and K. Hirose
  • 学会等名: Third International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2010-11-25
• [学会発表] Electron-Electron Interactions in Few-Electron Quantum Dots : Direct Energy Minimization Approach (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Sasaki K. Hirose and H. Goto
  • 学会等名: Third International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 2010-11-24
• [学会発表] Role of Correlation Effects in Many-Electron System : Toward Overcoming Unreliability Problems of Density Functional Theory (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Kojo and K. Hirose
  • 学会等名: Third International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 2010-11-24
• [学会発表] 第一原理分子動力学シミュレーションによる固体表面現象の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 稲垣耕司
  • 学会等名: 第1回表面物理若手勉強会
  • 発表場所: 吹田市
  • 年月日: 2010-11-07
• [学会発表] Electron transport through nanostructures in magnetic fields (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Sahara, K. Hirose and H. Goto
  • 学会等名: A practical scheme in the real-space finite-difference FormalismSecond International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 20091125-26
• [学会発表] First-principles molecular-dynamics simulation of reaction in CVD Si epitaxial thin film growth process-hydrogen coverage dependence on incident radical temperature- (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Inagaki, R. Kasai, K. Hirose and K. Yasutake
  • 学会等名: Second International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 20091125-26
• [学会発表] Nonadiabatic first-principles calculations coupled with correlation effects (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Kojo and K. Hirose
  • 学会等名: Second International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 20091125-26
• [学会発表] Electronic structure of quantum dots : Direct energy minimization in the real-space finite-difference scheme (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Goto and K. Hirose
  • 学会等名: Second International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 20091125-26
• [学会発表] First-principles molecular-dynamics analysis on hydrogen coverage in chemical vapor deposition of silicon thin film (2009)
  • 著者名/発表者名: Kouji Inagaki, Ryota Kanai, Kikuji Hirose, and Kiyoshi Yasutake
  • 学会等名: The 12th Asian Workshop on First-Principles Electronic Structure Calculations
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20091026-28
• [学会発表] 第一原理計算による色素増感型太陽電池の新色素設計手法のためのプログラム開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 古山健介、稲垣耕司、広瀬喜久治、後藤英和
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本市
  • 年月日: 20090925-28
• [学会発表] Impulse-Response法によるナノ構造体の電子輸送シミュレーションIV (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐原翔太、広瀬喜久治、後藤英和
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本市
  • 年月日: 20090925-28
• [学会発表] PIRG法に基づくクーロン多体系の第一原理計算手法の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 古城仁士、広瀬喜久治
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本市
  • 年月日: 20090925-28
• [学会発表] 電子・原子・分子の世界のコンピュータシミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 後藤英和
  • 学会等名: 第21回中国四国伝熱セミナー概要集
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 20090925-26
• [学会発表] Direct Energy Minimization of Few-Body Electron Systems in the Real-Space Finite-Difference Scheme (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Goto and K. Hirose
  • 学会等名: 5th Handai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium Nano-Advanced Materials Design-From Nano-Structure to Nano-Functionality
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 20090901-03