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ナノスケールSiO2/Si界面の電子状態と局所誘電特性に及ぼす欠陥の影響

缺陷对纳米SiO2/Si界面电子态和局域介电性能的影响

基本信息

批准号：
19026004
负责人：
名取晃子
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Electro-Communications
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

電界印加下の密度汎関数基底状態計算(B.Meyer et al,Phys.Rev.B 63(2001)205426)を用いて電界誘起面平均電荷密度を求め、ガウス則より局所内部電界を評価し、電束密度連続の式より局所誘電率を計算する定式化とプログラム開発を行った。SiO_2超薄膜と理想的なSiO_2/Si(001)界面に適用し(S. Wakui et al.,in submission to J.Vac.Sci.Tech.B)、電子分極による光学誘電率、電子分極と格子分極の双方による静的誘電率の評価を行った。光学誘電率、静的誘電率共に、表面、界面近傍で急峻に変化することを見出した。さらに、SiO_2超薄膜と理想的なSiO_2/Si(001)界面に酸素空孔を導入し、欠陥が局所誘電率に与える影響を調べた。酸素空孔近傍で光学誘電率、静的誘電率双方に増大が見られた。光学誘電率増強は、酸素空孔に起因するSiタッグリングボンド準位がSiエネルギーギャップ中に現れることにより、電子分極が増大することによる。SiO_2超薄膜での静的誘電率増強には、酸素空孔によるSi原子層間隔の減少にも起因する。さらに、SiO_2超薄膜内のHf原子のSi原子置換により、静的誘電率が局所的に異常に大きく増大する現象を見出した(S.Wakui et al.,in submission to Appl.Phys.Lett.)。

Basis state calculation of density pan-relation number of the Inca lower stage in the electrical realm (B. meyer et al,Phys.Rev.B. 63 (2001) 205426) をいて electricity industry average induced surface charge density をめ, ガウス is より internal electric industry bureau を review 価し, electric flux density even 続の type よりを induced by the electric rate calculation する demean とプログラム open 発を line った. SiO_2 ultrathin film と ideal なSiO_2/Si(001) interface に applicable to な (S. Wakui et al.,in submission to. J. ac.Sci.Tech.B), electronic polarization による optical inductance, electronic polarization と grid polarization <s:1> inductance of による between the two sides of による stationary <s:1> evaluation 価を row った. The optical inductance rate and the static inductance rate are jointly に, and the surface and interface are adjacent to で rapid に changes するとをとを are observed. さらに, SiO_2 ultrathin membrane と ideal な SiO_2 / Si (001) interface に acid を import し empty hole, owe 陥がに induced by the electric rate with える influence を adjustable べた. Near the acid pore, the で optical inductance and static inductance on both sides に increase が see られた. Optical electric rate raised strong は lure and acid, empty hole に cause する Si タッグリングボンド quasi a が Si エネルギーギャップに now れることにより, electronic polarization が raised large することによる. The increase in the electrostatic inductance of SiO_2 ultrathin film で <s:1> and the reduction in the interlayer spacing of Si atoms <s:1> are caused by する. さらに, SiO_2 の Hf の Si atoms within the ultrathin membrane replacement により, static electricity rate lure が bureau に unusually large にきく raised large すをる phenomenon shows した (s. akui et al., in submission to Appl. Phys. Lett.).