２次元材料を用いたトンネルトランジスタの量子輸送シミュレーション

使用二维材料的隧道晶体管的量子输运模拟

基本信息

批准号：
19J10329
负责人：
橋本風渡
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2次元材料を用いたトンネル電界効果トランジスタの量子輸送デバイスシミュレータを開発することを目的として，本年度は，単層の遷移金属ダイカルコゲナイドにおける面内トンネル電流の解析を行い，トンネル電流の材料依存性および結晶構造依存性を明らかにした．具体的には，1年目に開発した層間トンネル解析シミュレータを改良し，単層2次元材料における面内トンネル電流の解析を可能にした．また，水素終端されたナノリボン構造の強結合近似モデルの構築をおこない，バルク構造とナノリボン構造における面内トンネル電流の違いを解析した．そして，間接遷移型のバンドギャップを持つナノリボン構造は，直接遷移型のバンドギャップを持つバルク構造よりもバンド間トンネル電流の値が大幅に小さくなることを明らかにした．以上の解析結果と構築した強結合近似モデルは，トンネル電界効果トランジスタのチャネル結晶構造によるデバイス特性の変化を予測する上で重要なものである．ナノリボン構造においては，サテライトバレーの効果により，二テルル化タングステンおよび二テルル化モリブデンが高いトンネル電流値を示すことがわかった．バルク構造においては，二テルル化タングステンが最も高い値を示し，材料によるトンネル電流量の違いが，トンネル質量とバンドギャップの値から説明できることを解明した．以上のように，2次元材料を用いたトンネル電界効果トランジスタのシミュレータを開発し，結晶構造依存性および材料依存性を解析することに成功した．この解析結果は，2次元材料を用いたトンネル電界効果トランジスタを実現するためのデバイス設計の指針を与えるものであると考えている．

为了使用二维材料开发用于隧道场效应晶体管的量子传输设备模拟器，今年我们分析了单层过渡金属二核苷的平面内隧道电流，并揭示了隧道电流的材料依赖性和晶体结构依赖性。具体而言，已经改进了在第一年开发的层间隧道分析模拟器，以实现单层二维材料中平面内隧道电流的分析。此外，构建了氢终止的纳米替比结构的强键近似模型，以分析散装和纳米吡啶结构之间平面内隧道电流的差异。还发现，具有间接过渡类型带隙的纳米式结构的带间隧道电流值明显小于具有直接过渡型带隙的散装结构。上述分析结果和构建的强耦合近似模型对于预测由于隧道场效应晶体管的通道晶体结构而导致的设备特性变化很重要。在纳米苯结构中，由于卫星谷的作用，硫硫醇和丁丁钼硫化醛酸具有高隧道电流值。在散装结构中，硫硫硫磺具有最高的值，并且发现隧道电流量的差异取决于材料，可以通过隧道质量和带隙值来解释。如上所述，我们使用二维材料开发了隧道场效应晶体管的模拟器，并成功地分析了晶体结构和材料依赖性的依赖性。我们认为，该分析结果为使用二维材料实现隧道场效应晶体管的设备设计提供了指南。

项目成果

期刊论文数量（11）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

NEGF法を用いたファンデルワールスヘテロ接合におけるバンド間トンネル電流解析

使用 NEGF 方法分析范德华异质结中的带间隧道电流

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hashimoto Futo;Tanaka Hajime;Mori Nobuya;橋本風渡，森伸也;Futo Hashimoto and Nobuya Mori;橋本風渡;橋本風渡，森伸也;Futo Hashimoto and Nobuya Mori;Futo Hashimoto and Nobuya Mori;橋本風渡，森伸也
通讯作者：
橋本風渡，森伸也

TMDCナノリボンにおけるバンド間トンネル電流のNEGF解析

TMDC 纳米带带间隧道电流的 NEGF 分析