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軽元素からなる積層原子膜の電子伝導現象の解明と超高効率電子輸送デバイス設計

阐明轻元素层压原子膜中的电子传导现象和超高效电子传输器件的设计

基本信息

批准号：
21K04876
负责人：
藤本義隆
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度においては、グラフェンの基板材料として用いられる軽元素物質である窒化ホウ素原子膜の構造安定性と電子構造を調べ、窒化ホウ素原子膜が低損失伝導チャネルとして有用な物質であることが分かった。本年度は、窒化ホウ素ナノチューブの原子構造、電子構造及び輸送特性に関して研究を行った。特に、窒化ホウ素ナノチューブを用いた半導体デバイスの伝導チャネルとしての基礎物性を明らかにするとともに、高効率輸送デバイスを設計するための指針を獲得することを目的として、窒化ホウ素原子膜研究を展開した。ここでは、二層系窒化ホウ素ナノチューブに関する研究を行った。二層系チューブには、ナノチューブの選び方に任意性があるため、バンドオフセットがチューニングされる様にそれぞれのチューブを選んだ。また、二層系ナノチューブには、外側と内側の2種類のチューブが存在するが、それぞれに、不純物をドープした。得られた結果は、次の通りとなる。二層系ナノチューブのバンドギャップは、それぞれの単層チューブのバンドギャップよりも小さくなった。単層のチューブに不純物をドープした場合よりも、二層系チューブにドープした方が、不純物状態は浅い。二層系チューブにおいては、外側のチューブに不純物をドープした場合の方が、内側のチューブにドープした場合よりも浅い不純物状態が出現することが分かった。更に、二層ナノチューブの輸送特性について調べた。内側のチューブに不純物がドープされた場合は、輸送効率は、最大で40％程度低下する。一方、外側のチューブに不純物がドープされた場合、輸送効率は低下することなく、ほぼ100%を保つことが分かった。このことから、不純物が外側にドープされたチューブを持つ二層ナノチューブは、エネルギー輸送効率の極めて高いデバイス材料として有用であることが予想される結果を得た。

In the past year, the substrate material and the useful material have been adjusted to the structural stability and electronic structure of the atomic film. This year, the atomic structure, electronic structure and transport characteristics of the chemical compound were studied. The purpose of this study is to study the basic physical properties of semiconductor materials and their applications. The study of the relationship between the two layers of the system The second layer is the selection of the first layer, the third layer is the selection of the second layer, the third layer is the selection of the third layer, the fourth layer is the selection of the fourth layer. The two layers are composed of two kinds of impurities: the outer layer and the inner layer. The result is the second time. The second layer is the first layer, the second layer is the third layer, the third layer is the fourth layer, the fourth layer is the fourth layer. The impurity state of the single-layer and two-layer systems is low. The second layer is the layer of impurities on the outside and on the inside. In addition, the two-layer When the impurities in the inner layer are removed, the transfer efficiency is reduced to a maximum of 40%. When the impurities on one side and on the other side are removed, the transmission efficiency is reduced to 100%. The impurity is on the outside and the impurity is on the inside. The impurity is on the outside and the impurity is on the inside. The impurity is on the outside and the impurity is on the outside. The impurity is on the outside.