Simulation of coupled electron-phonon transport in two-dimensional materials and heterostructures

二维材料和异质结构中耦合电子声子输运的模拟

• 批准号: 20H00250
• 负责人: 森 伸也
• 金额: $ 27.12万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00250/
• 关键词: 量子輸送シミュレーション; 2次元物質; 電子; フォノン; 非平衡グリーン関数法; 省電力デバイス; トンネルトランジスタ; 熱電変換デバイス; バンド間トンネル

本研究では，２次元物質ヘテロ構造の電子・フォノン連成シミュレータを実現し，デバイス開発の指針を早期に得る環境を構築するこを目的にしている．フォノン輸送シミュレータに関して，本年度は，半導体スラブにおける変調音響フォノンモードに結晶の異方性が与える影響を解析した．電子輸送シミュレーションに関しては，大規模計算に適した等価モデルの改良を行った．これまで，半導体スラブにおける変調音響フォノン解析は，結晶を等方的な弾性体と近似して，ナビエの式を用いて行われてきた．今年度，結晶の異方性を考慮できえるクリストッフェルの方程式を解き，変調音響フォノンモードを求めた．その結果，結晶の異方性を考慮すると，バルク結晶における縦波・横波の音速が異方性を示すことに対応して，スラブフォノンの分散関係も異方性を示すことがわかった．求めたフォノンモードを用いて，スラブに閉じ込められた２次元電子ガスの変形ポテンシャル散乱確率などを求めた．その結果，結晶の異方性があまり大きくないシリコンのような半導体でも，結晶の異方性が音響フォノン散乱確率に与える影響を無視できないことなどがわかった．電子輸送シミュレーションに関しては，シミュレータの高速化に向けて，等価モデルの改良を行った．等価モデルの構築は，非物理的状態を除去することにより行える．非物理的状態の除去は，追加の基底ベクトルを導入することにより行う．大規模系（ハミルトニアンサイズが大きい系）において，従来の手法を用いて追加の基底ベクトルの候補を探索した場合，適切な追加基底が見つかる確率が低く，非効率的である．本年度，新たに，効率的な追加基底を探索するアルゴリズムを開発した．さらに，追加基底により非物理的状態が除去されていることを評価するための汎関数の計算手法も改良し，より大規模な系の等価モデルを効率的に構築する環境を整えた．

In this study, the second-order electrical equipment is connected to the environmental environment in the early stage of this study. the purpose of this study is to improve the quality of the environment in the early stage. The results of the analysis of the characteristics and the effects of the computer on the performance and the impact of the computer on the improvement of the performance of the computer, such as the computer, and so on. This year, the equation is solved, the sound equation is solved, and the results are obtained. the results show that the square properties of shear waves, the speed of sound, the speed of sound and the speed of sound. We need to know how to use these two-dimensional electronic devices. The accuracy rate of dispersion of two-dimensional electrons is calculated. The results show that the results show that the halves of the two-dimensional electronic system are in good agreement with each other. The results show that the accuracy rate of disorderly distribution is not related to that of the computer. The computer sends the signal to the phone to improve the speed of the operation, and to improve the performance of the line. Wait for the customer to improve the performance, and so on. The non-physical status is removed. The non-physical state is removed. Add the basic information system to the general information system. Large-scale system (large scale system), large scale system (large In addition, the basic information system is used to explore the operation rate, and the non-physical status of the base system is added to remove the improvement of the method of calculating the number of errors, such as the large-scale model system, and the environmental protection system of large scale models.

项目成果

Atomistic modeling of electronic structure of disordered InP quantum dots

无序 InP 量子点电子结构的原子建模

• 发表时间: 2022
• 作者: Julian Webber;Yuichiro Yamagami;Guillaume Ducournau;Pascal Szriftgiser;Kei Iyoda;Masayuki Fujita;Tadao Nagatsuma;Ranjan Singh;J. H. Lim and N. Mori
• 通讯作者: J. H. Lim and N. Mori

2次元系におけるフォノン散乱により生じるテール状態の理論解析

二维系统声子散射尾态的理论分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Ishikawa;T.;Nishida;H.;Tagawa;Y.,;田中 一，森 伸也
• 通讯作者: 田中 一，森 伸也

半導体デバイスシミュレーション技術の進展

半导体器件仿真技术进展

• 发表时间: 2022
• 作者: S. Sakane;T. Takaki;森 伸也
• 通讯作者: 森 伸也

ゲルマニウムにおけるバンド間トンネル電流のNEGFシミュレーション

锗带间隧道电流的 NEGF 模拟

• 发表时间: 2021
• 作者: Hashimoto Futo;Tanaka Hajime;Mori Nobuya;橋本風渡，森伸也
• 通讯作者: 橋本風渡，森伸也

Theoretical analysis of tunneling current in 4H-SiC Schottky barrier diodes under reverse-biased conditions based on the complex band structure

基于复杂能带结构的4H-SiC肖特基势垒二极管反偏条件下隧道电流理论分析

• DOI: 10.35848/1347-4065/acaed2
• 发表时间: 2023
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Murakami Yutoku;Nagamizo Sachika;Tanaka Hajime;Mori Nobuya
• 通讯作者: Mori Nobuya