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ワイドギャップ半導体における衝突イオン化現象の理論研究

ワイドギャップ半導体における衝突イオン化現象の理論研究
宽禁带半导体碰撞电离现象的理论研究
批准号：
21K14195
负责人：
田中 一
金额：
$2.91万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14195/
关键词：
モンテカルロ高電界衝突イオン化ワイドギャップ半導体キャリア輸送シミュレーション

项目摘要

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本研究では、パワーデバイス材料として期待されている炭化ケイ素、窒化ガリウム、酸化ガリウムなどのワイドギャップ半導体に関して、衝突イオン化係数などの高電界キャリア輸送特性を理論的に検討することを目的としている。2022年度は、まず、本研究で用いているフルバンドモンテカルロ法における極性光学フォノン散乱の扱いについて検討した。そのうえで、酸化ガリウムにおける電子輸送を、経験的強束縛近似法および第一原理計算で求めたバンド構造に基づいて解析した。まずは、低電界における移動度の温度依存性を再現する散乱モデルを構築し、そのモデルに基づいて高電界での輸送特性を計算した。その結果、先行研究で報告されている、第一原理計算に基づく複雑な散乱過程を考慮した衝突イオン化係数の振る舞いを、よりシンプルなモデルによってある程度再現できることが分かった。また、衝突イオン化係数の異方性がバンド構造の異方性により理解できることを示した。また、窒化ガリウムにおける高電界電子輸送の解析も行った。本研究では、電子状態を強束縛近似法で記述し、得られた波動関数の情報を用いて、バンド間トンネル効果も考慮したシミュレーションを行った。まず、無歪の場合について、散乱レートの記述に用いるパラメータを調整することで、低電界での移動度および高電界印加時の衝突イオン化係数のそれぞれの実験値を再現した。そのうえで、歪によるバンド構造の変化を考慮した計算を行い、衝突イオン化係数の歪に対する依存性を解析した。
期刊论文(6)
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科研奖励(0)
会议论文
Tight-binding analysis of the effect of strain on the band structure of GaN
应变对GaN能带结构影响的紧束缚分析
DOI： 10.35848/1347-4065/acb7fe
发表时间： 2023
期刊： Japanese Journal of Applied Physics
影响因子： 1.5
作者： [W. Miyazaki, H. Tanaka, and N. Mori]
通讯作者： and N. Mori
強束縛近似法による酸化ガリウムの電子状態の解析に関する研究
强结合近似法分析氧化镓电子态的研究
DOI： --
发表时间： 2021
期刊：
影响因子： --
作者： [W. Miyazaki, H. Tanaka, and N. Mori, 入田一輝，岡田丈，橋本風渡，田中一，森伸也]
通讯作者： 入田一輝，岡田丈，橋本風渡，田中一，森伸也
Simulation analysis of high-field carrier transport in wide-bandgap semiconductors considering tunable band structures and scattering processes
考虑可调谐能带结构和散射过程的宽带隙半导体高场载流子传输仿真分析
DOI： 10.1063/5.0090308
发表时间： 2022
期刊： Journal of Applied Physics
影响因子： 3.2
作者： [H. Tanaka, T. Kimoto, and N. Mori]
通讯作者： and N. Mori
GaNのバンド構造に歪みが与える影響の強束縛近似法に基づく解析
基于强束缚近似法分析应变对GaN能带结构的影响
DOI： --
发表时间： 2022
期刊：
影响因子： --
作者： [宮崎 航, 田中 一, 森 伸也]
通讯作者： 森 伸也
SiC MOS反転層における電子輸送機構の原子論と量子論に基づく解明
  • 批准号：
    24K17310
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
  • 资助金额：
    $2.91万
  • 财政年份：
    2024
  • 负责人：
    田中 一
  • 依托单位：
    Osaka University
淡明細胞型腎細胞癌における浸潤性増殖能獲得のプロセスと腫瘍免疫学的背景の解明
  • 批准号：
    23K08774
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 资助金额：
    $2.91万
  • 财政年份：
    2023
  • 负责人：
    田中 一
  • 依托单位：
    Tokyo Medical and Dental University
腎癌の発育形態と被膜周囲微小環境の病理学的探索および新規リスクモデルの構築
  • 批准号：
    20K18109
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
  • 资助金额：
    $2.66万
  • 财政年份：
    2020
  • 负责人：
    田中 一
  • 依托单位：
    Tokyo Medical and Dental University
高性能パワーデバイスに向けたＳｉＣ　ＭＯＳ界面におけるキャリア輸送現象の理論研究
  • 批准号：
    18J00168
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $2.33万
  • 财政年份：
    2018
  • 负责人：
    田中 一
  • 依托单位：
    Osaka University
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