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シリコンデバイス新素材の反応設計の量子化学

硅器件新材料反应设计的量子化学

基本信息

批准号：
08238209
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：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

領域密度汎関数理論によれば、平衡状態においても、化学結合を構成している部分系の電子化学ポテンシャルは互いに等しくはならず、全系の電子化学ポテンシャルとも異なり、そのことが原子核を動かす化学反応のドライヴィングフォースとして働くことが予言される。このことを、いくつかのイオン-原子系において実証した。本理論によれば、特定の軌道の組み合わせで議論される小さな原子分子の結合性・反応性から、統計的要素や原子核運動にダイナミクスも加わる原子スケール界面の新電子移動量子現象に到るまで統一的に、しかも全く新しい視点から研究できる地平が開かれる。一方、21世紀に本格化すると予想される高度情報化社会では、画像情報を含む各種の大量の情報を高速で処理することがこれまで以上に重要となることが予想される。これに呼応して、半導体・新機能性デバイスの微細化・高速化・高機能化が急速に進展し、金属・半導体・絶縁体が相互に接する界面構造を原子スケールで制御する技術の確立が求められている。上述の領域密度汎関数理論は、このような界面の原子スケール制御から、新しい界面量子機能の予言にいたるまでの基礎理論として位置づけられ、またその応用がインターディシプリナリーな具体的技術としても確立されることが期待される。具体的には、種々のCVDプロセスの気相ならびに表面化学反応機構の解明を目指し、(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_2H_6ガスの熱分解、(2)Alの選択的CVD、および(3)極薄SiO_2膜形成過程に関する量子化学的研究を行い、領域密度汎関数理論に基づく電子移動の解析を始めた。以上を要するに、平成8年度においては、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礎を築き、触媒反応設計、凝縮系反応設計、固体表面界面反応設計・物性制御に向けての理論的指針を具体的に与えることを目標とした研究の重要なワンステップを上ることが出来た。

The domain density theory is based on the equilibrium state, the chemical combination, the partial system, and the partial system. The atomic system is a perfect example. This theory is concerned with the combination of specific orbitals, the discussion of small atomic molecules, the study of their binding properties, the analysis of statistical elements, the study of new electron movement quantum phenomena at atomic interfaces, the unification of all new viewpoints, and the study of the earth's surface. In the 21st century, we are thinking about the highly information-based society and the high-speed processing of various kinds of information. The rapid progress of miniaturization, high speed and high functionality of semiconductor and new functional devices has led to the establishment of technologies for the control of interface structures and atomic structures between metals, semiconductors and insulators. The above domain density theory, the atomic structure of the interface, the prediction of the quantum function of the interface, the basic theory of the position, the application of the interface, the specific technology and the expectation Specific CVD methods include: (1) thermal decomposition of SiH_4 and Si_2H_6 on Si surface,(2) selective CVD of Al, and (3) quantum chemical study on the formation process of extremely thin SiO_2 film. The theory of domain density is based on the analysis of electron mobility. The above important aspects of material design, interface quantum chemistry, and new knowledge foundation, catalyst reaction design, condensation system reaction design, solid surface reaction design, and physical property control theory are discussed.