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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J10329/
• 关键词: 2次元材料; 遷移金属ダイカルコゲナイド; トンネル電界効果トランジスタ; 非平衡グリーン関数法; 強結合近似法; デバイスシミュレータ; 量子輸送; バンド間トンネル; ヘテロ構造

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．

In this year, the analysis of in-plane electron current in single layer migration metal layer is carried out, and the material dependence and crystal structure dependence of electron current are clearly improved. Specifically, the first year of development, the interlayer generation analysis, the improvement, the layer of two-dimensional materials, the in-plane generation current analysis possible. In addition, the strong bond approximation of the water element termination structure and the in-plane current generation in the water element termination structure are analyzed. In addition, the indirect migration type has a small current value, while the direct migration type has a small current value. The above analytical results constitute a strong combination of approximate results, which are important for predicting the electrical properties of crystalline structures. In the case of the structure of the ring, the current value of the ring is shown by the effect of the ring. The structure of the structure is different from that of the structure of the structure, and the structure of the structure is different from that of the structure. The above two dimensional materials are used to analyze the structure dependence and material dependence. The result of this analysis is that the two-dimensional material is used in the production of electric field.

项目成果

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

• 发表时间: 2019
• 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

• 发表时间: 2020
• 作者: Hashimoto Futo;Tanaka Hajime;Mori Nobuya;橋本風渡，森伸也;Futo Hashimoto and Nobuya Mori;橋本風渡
• 通讯作者: 橋本風渡

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

結合したMoS2ナノリボンの電子輸送特性解析

键合MoS2纳米带的电子传输特性分析

• 发表时间: 2020
• 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
• 通讯作者: 橋本風渡，森伸也

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のNEGF解析

范德华异质结带间隧道电流的 NEGF 分析

• 发表时间: 2019
• 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;橋本風渡，田中一，森伸也
• 通讯作者: 橋本風渡，田中一，森伸也