|
本研究では、電気･熱伝導物性の直接的な予測とともに、第一原理計算データからの理論解析による複合過程の機構解明、物質設計指針を得るための機能強化を含めた手法構築を行い、SnSe層状化合物のドーピング設計による熱電変換効率計算、分子及び酸化物半導体による抵抗変化型メモリ（ReRAM）のスイッチングについての研究を推進した。
SnSe熱電材料では、低濃度ドーピング系のゼーベック係数計算を可能とする計算大規模化を行い、p型n型それぞれのZTについて、キャリアドープだけでなく化学結合が複合的にZTに影響することを明らかにした。特にZTの異方性がドーピング種に大きく依存し、実験で計測されているZTについての精査が必要であることも示した。またReRAMの抵抗変化については、電子-フォノン散乱効果を含めた全第一原理非平衡伝導計算を行い、変化抵抗の温度依存性と界面酸化還元型ReRAMの機構を明らかにした。この計算は世界的にも類例のないものであり、特にナノスケールでのReRAMでは従来の計算や解析で説明されているものとは全く異なる伝導機構が低抵抗状態を支配しており、界面設計により低消費電力･安定なメモリが可能となることが示唆される。
|
