大規模原子論的計算に基づくナノ構造デバイスシミュレータの開発

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24656235
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 小川 真人 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40177142)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 並列化固有値解析 / 原子軌道展開 / Gauss求積法 / 非平衡Green関数法 / 多項式線形結合 / Jacobi-Davidson法

研究実績の概要

■超並列化 BPSM解法ルーチンの作成
原子軌道の多項式線形結合を基底とした展開法で，Legendre多項式，Chebyshev多項式, Laguerre多項式展開によるGauss求積型の近似展開によるBPSMを並列化することによりオーダN法を実現し，精度を2倍，必要な行列の非零要素数を従来の1/4以下に軽減する解法ルーチンを構築することが出来た．
■超並列化 Arnoldi / Jacobi-Dabidson 型固有値問題解法ルーチンの作成
DGMOSやFINFETなど閉じ込めが強い場合にはさらに，閉じ込めモードを用いることで計算負荷を減らすことが可能であり，固有値計算を並列化することにより 取り扱える次数（原子数）を現在10000×10000次元（s，p, s* 原子軌道を持つ10000個の原子）を取り扱い25nm以上のサイズを持つデバイスの電子状態解析および輸送特性の解析が可能な解法ルーチンを構築できた．

研究成果

• [雑誌論文] Strain-induced modulation of anisotropic photoconductivity in graphene, (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Mehdipour, K. Sasaoka, M. Ogawa, and S. Souma,
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 53 ページ: 115103
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Proposal of simplified model for absorption coefficients in quantum dot array based intermediate band solar cell structure, (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Mehdipour, K. Sasaoka, M. Ogawa, and S. Souma,
  • 雑誌名: IEICE Electronics Express 巻: 11 ページ: 20140548
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Simulation-based design of a strained graphene field effect transistor incorporating the pseudo magnetic field effect, (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Souma, M. Ueyama, and M. Ogawa
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 104 ページ: 213505
• [雑誌論文] Pure spin current induced by adiabatic quantum pumping in zigzag-edged graphene nanoribbons, (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Souma and M. Ogawa
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 104 ページ: 183103 1-4
• [雑誌論文] Channel length scaling limits of III-V channel MOSFETs governed by source-drain direct tunneling (2014)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Koba, Masaki Ohmori, Yosuke Maegawa, Hideaki Tsuchiya, Yoshinari Kamakura, Nobuya Mori, Matsuto Ogawa
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 ページ: 04EC10
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Theoretical performance estimation of silicene, germanene, and graphene nanoribbon fieldeffect transistors under ballistic transport (2014)
  • 著者名/発表者名: Shiro Kaneko, Hideaki Tsuchiya, Yoshinari Kamakura, Nobuya Mori, Matsuto Ogawa
  • 雑誌名: Applied Physics Express, 巻: 7 ページ: 35102
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Photoconductivity-based strain sensing in graphene (2014)
  • 著者名/発表者名: Amir Mehdipour, Kenji Sasaoka, Matsuto Ogawa, and Satofumi Souma
  • 学会等名: International Symposium on Recent Progress of Photonic Devices and Materials
  • 発表場所: Kobe University (Kobe)
  • 年月日: 2014-11-13 – 2014-11-14
• [学会発表] モンテカルロシミュレーションによるSiマルチゲート構造MOSFETの準バリスティック輸送特性解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石田 良馬, 木場 隼介, 土屋 英昭, 鎌倉 良成, 森 伸也, 宇野 重康, 小川 真人
  • 学会等名: 応用物理学会関西支部平成26年度第2回講演会
  • 発表場所: 神戸大学、神戸市
  • 年月日: 2014-11-12
• [学会発表] モンテカルロ法を用いたSiダブルゲート構造MOSFETの準バリスティック輸送係数の抽出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 土屋 英昭, 石田 良馬, 鎌倉 良成, 森 伸也, 宇野 重康, 小川 真人
  • 学会等名: 電子情報通信学会 シリコン材料・デバイス研究会
  • 発表場所: 機会振興会館、東京
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-07
• [学会発表] Numerical simulation of current noise caused by potential fluctuation in nanowire FET with an oxide trap (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuki Furubayashi, Matsuto Ogawa, Satofumi Souma
  • 学会等名: 2014 International Conference on Simulation of Semiconductor Processes and Devices (SISPAD2014)
  • 発表場所: Mielparque Yokohama, Yokohama, Japan
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] Extraction of Quasi-Ballistic Transport Parameters in Si Double-Gate MOSFETs Based on Monte Carlo Method (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryoma Ishida, Shunsuke Koba, Hideaki Tsuchiya, Yoshinari Kamakura, Nobuya Mori, Shigeyasu Uno, Matsuto Ogawa
  • 学会等名: 2014 International Conference on Simulation of Semiconductor Processes and Devices
  • 発表場所: Mielparque Yokohama, Yokohama, Japan
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [備考] Multiband Simulation of Quantum Transport
  • URL: http://www2.kobe-u.ac.jp/~lerl2/j_research01.html
• [備考] Band Calculation of Si (diamond)
  • URL: http://www2.kobe-u.ac.jp/~lerl2/j_research03_3.html