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インターエレメント結合による新機能性材料設計のための界面量子化学

通过元素间键合设计新型功能材料的界面量子化学

基本信息

批准号：
09239228
负责人：
立花明知
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

21世紀に本格化すると予想される高度情報化社会に向けて、新機能性半導体デバイスの開発が急速に進展し、金属・半導体・絶縁体の界面構造を原子スケールで制御する化学気相成長(CVD)素過程の解明と制御への期待が一気に高まり、これに呼応して、まさに原子スケール界面を強く意識した量子化学が、理論化学としても、また具体的技術としても碓立されることが時代の要請として焦眉の急となっている。申請者は、領域電子密度汎関数理論的視点から、s,p,d,f軌道等電子波動関数の干渉性の差に基づくインターエレメント結合の特性・反応牲を理論的に明かにし、界面固有の電子状態の化学的成り立ちや原子核運動のダイナミクスも加わる界面の新現象に到るまでを理論的に研究すると共に、新たな機能を有する材料設計のための界面量子化学とでも呼称すべき新しい学問の磯を築くことを目的とした研究を行った。具体的には、(1)p型ド-ピングを施したSi表面、Hで終端されたSi表面、Fで終端されたSi表面およびSiO_2表面上のSiH_4,Si_2 H_6ガスの熱分解、(2)Alの選択的CVD、および(3)極薄SiO_2膜形成過程の量子化学的研究を深化発展させ、加えて(4)F原子やF分子とHで終端されたSi(111)表面、(5)バリアメタルとしてのTiNやTi/Alヘテロ界面の化学結合の詳細やエッチングプロセス、CVDプロセスにおける反応性の解明を系統的に行った。更に、、化学反応牲をより定量的に理解する新たな方法として、我々独自の化学反応の領域密度汎関数理論に必要な計算プログラムの開発を行い、この全く新しい理論的視点から、界面固有の電子状態の化学的成り立ちを理論的に明かにするスタートを切った。

In the 21st century, rapid progress has been made in the development of new functional semiconductor devices in a highly information-based society, and the understanding and control of CVD processes are expected to increase awareness of atomic interfaces in quantum chemistry and theoretical chemistry. The specific technology and the key to the times Applicant's viewpoint of domain electron density pan-correlation number theory, difference in coherence of electron ratio correlation number, s, p, d, f orbitals, etc., basic theory, chemical formation of intrinsic electron state of interface, nuclear motion, interface and new phenomenon of interface, theoretical study of interaction, interaction, and interaction The new function of the material design and the new technology of quantum chemistry Specifically,(1) thermal decomposition of SiH_4, Si_2H_6 on p-type Si surface, H terminal Si surface, F terminal Si surface and SiO_2 surface,(2) CVD of Al,(3) quantum chemical study of the formation process of ultra-thin SiO_2 film,(4) addition of F atom and F molecule,(5) addition of F terminal Si surface,(6) addition of F atom and F molecule,(7) addition of F atom and F molecule,(8) addition of F atom and F terminal Si surface,(9) addition of F atom and F molecule,(9) addition of F atom and F molecule,(10) addition of F atom and F molecule,(9) addition of F atom and F molecule,(10) addition of F atom and F molecule,(11) addition of F atom and F molecule,(10) addition of F atom and F molecule,(11) addition of F atom and F molecule,(10) addition of F atom and F molecule,(11) addition of F atom and F molecule,(10) addition of F atom (5) The chemical bonding of TiN/Ti/Al interface and CVD interface are discussed in detail. In addition, a new method for quantitative understanding of chemical reactions is proposed. The domain density theory of chemical reactions is used to calculate the necessary conditions for the development of chemical reactions. The viewpoint of this new theory is proposed. The chemical composition of the intrinsic electronic state of the interface is proposed.