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2018 Fiscal Year Annual Research Report

原子膜材料による超低消費電力デバイスのアトミスティックモデリング

Research Project

Project/Area Number 17J06971
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

髙島 健悟  東京理科大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Keywordsナノサイエンス / デバイスシミュレーション / 解析計算 / 数値計算 / コンピュータサイエンス
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、構造乱れ・界面効果・発熱効果を考慮したグラフェンナノリボンFETの特性評価を行うことを研究目的とした。さらに、他の原子膜材料の電気伝導特性を評価することで、比較研究による原子膜材料を用いたデバイスの設計と最適化を行うことを目的とした。その平成30年度は、「データ駆動アプローチによるグラフェンナノリボンFETの最適化」と「グラフェンナノリボンの基礎電気伝導特性における熱の影響」を行う予定であった。他材料での研究では、CNT薄膜の電気伝導特性における構造依存性を調べることで遂行した。
本研究の成果は、FETの新動作原理を提案するものであり、従来から限界とされていたサブスレッショルド係数の値を超える設計指針を与えることに成功した。この点において、当初予想していた内容以上の結果を提供することができた。また、「グラフェンFETおける熱の影響」の研究では、世の中で初めてGNRの位相緩和長を計算することに成功した。本結果はシミュレーション手法を独自に開発した山本研究室ならではの結果であり、とても独創的な研究内容と言える。「他材料の電気伝導シミュレーション」では、CNT薄膜に関する電気伝導シミュレーションを同研究室の後輩と共同で研究し、CNT薄膜の応用指針を与えることに成功した。また、これらの本研究内容について、学会での報告や学術論文の執筆等を積極的に行っており、国際学会3件(うち1件は招待公演)と国内学会2件、学術論文3報、解説記事1冊と多くの場で研究成果を発表した。本研究成果は学内外の研究者に高く評価されており、電気通信大学ナノトライボロジー研究センター第二回シンポジウムにおいて優秀ポスター賞を受賞した。これらの業績より、本年度の研究成果は期待以上の進展があったと言える。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (8 results)

All 2019 2018

All Journal Article (3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Effects of an edge vacancy on electron transport in zigzag-graphene nanoribbons with oxygen terminations2019

    • Author(s)
      Yabusaki Katsuya、Sasaoka Kenji、Takashima Kengo、Noda Kei、Awano Yuji
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 58 Pages: 025002~025002

    • DOI

      https://doi.org/10.7567/1347-4065/aaf898

  • [Journal Article] Random stick network analysis of electronic transport in carbon nanotube thin films2019

    • Author(s)
      Tsukuda Masaaki、Ishizeki Keisuke、Takashima Kengo、Yamamoto Takahiro
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 12 Pages: 055006~055006

    • DOI

      https://doi.org/10.7567/1882-0786/ab0660

  • [Journal Article] Variation in characteristics of graphene nanoribbon field-effect transistors caused by edge disorder: Computational simulation of atomistic device2018

    • Author(s)
      Takashima Kengo、Konabe Satoru、Sasaoka Kenji、Yamamoto Takahiro
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 11 Pages: 095102~095102

    • DOI

      https://doi.org/10.7567/APEX.11.095102

  • [Presentation] グラフェンチャネルトランジスタにおける端欠陥の影響と性能最適化2018

    • Author(s)
      高島健悟,山本貴博
    • Organizer
      電気通信大学ナノトライボロジー研究センター第二回シンポジウム
  • [Presentation] グラフェンナノリボンFETにおける端欠陥の影響と最適構造探索2018

    • Author(s)
      高島健悟,山本貴博
    • Organizer
      日本表面科学会第3回関東支部講演大会
  • [Presentation] Theoretical design of edge-disordered graphene nanoribbon FETs2018

    • Author(s)
      Kengo Takashima and Takahiro Yamamoto
    • Organizer
      12th International Conference on Physics of Advanced Materials (ICPAM-12)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Variance of GNR FET Characteristics Caused by Anderson localization phenomena2018

    • Author(s)
      Kengo Takashima and Takahiro Yamamoto
    • Organizer
      THE 21ST ASIAN WORKSHOP ON FIRST-PRINCIPLES ELECTRONIC STRUCTURE CALCULATIONS
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Variance of GNR FET Characteristics Caused by Edge Roughness2018

    • Author(s)
      Kengo Takashima and Takahiro Yamamoto
    • Organizer
      14th International Conference on Atomically Controlled Surfaces
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-12-27  

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