Elucidation of SiC-MOS interfaces by developing electronic structure calculation methods

通过开发电子结构计算方法阐明 SiC-MOS 界面

基本信息

批准号：
21H04553
负责人：
松下雄一郎
金额：
$ 27.04万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04553/
关键词：
SiC DFT 界面欠陥量子コンピュータ電子状態計算界面局在 SiC-MOS 移動度キラー

项目摘要

外部電場下におけるSiC/SiO2界面の電子状態解析を行った。その結果、界面の構造チャネル構造に大きく影響し、電子状態が強く局在化することがわかった。SiC界面において、A面やM面では、電子の界面近傍での閉じ込め効果は有効質量近似でよく記述されていることがわかった。一方で、Si面における界面近傍での電子状態の影響は強く、有効質量近似が破綻していること、さらには原子層1-2層と極近傍に強く局在していることがわかった。このことはSi面では、電子キャリアが界面欠陥に対して敏感に影響され、大きく散乱される可能性を示唆している。これが、Si面で移動度劣化が大きいという実験と確かに矛盾しないことを確認した。次に、Si面において、有効質量近似が破綻する理由としては、4H-SiC結晶が持つSi面垂直方向への長周期性に由来することを晶Kにした。

在外部电场下进行了SIC/SIO2界面的电子状态分析。结果，发现电子状态对界面的结构通道结构有很大影响。已经发现，在SIC界面中，电子界面附近的限制效果通过在A和M表面上的有效质量近似很好地描述。另一方面，界面附近的电子状态在SI平面上的影响很强，发现有效的质量近似被损坏，并且在原子层的1-2层附近被强烈定位。这表明在SI平面上，电子载体对界面缺陷有敏感的影响，并且可以大量散射。我们已经证实，这确实与SI表面迁移率恶化的实验一致。接下来，有效质量近似在Si平面上失败的原因是它是从垂直于Si平面的Si平面中的4H-SIC晶体的长期周期性得出的。

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Atomic and electronic structures of nitrogen vacancies in silicon nitride: Emergence of floating gap states

氮化硅中氮空位的原子和电子结构：浮隙态的出现

DOI：
10.1103/physrevb.106.155201
发表时间：
2022
期刊：
Physical Review B
影响因子：
3.7
作者：
Nanataki Fugo;Shiraishi Kenji;Iwata Jun-ichi;Matsushita Yu-ichiro;Oshiyama Atsushi
通讯作者：
Oshiyama Atsushi

計算、および計算機アルゴリズム

计算和计算机算法