第一原理計算によるワイドギャップ半導体の価電子制御と物質設計

使用第一性原理计算的宽禁带半导体的价电子控制和材料设计

• 批准号: 12042246
• 负责人: 吉田 博
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12042246/
• 关键词: 透明強磁性半導体; マテリアルデザイン; 第一原理計算; スピングラス; スピンFET; ハーフメタル; 磁性半導体; ZnO ZnS GaN; 透明強磁性体; ZnO; 同時ドーピング; 補償機構

第一原理計算に基づいて、ZnO, ZnSやGaN, AINなどの透明なワイドギャップ半導体に遷移金属を高濃度にドープした系について透明強磁性体のマテリアルデザインをおこない、II-VI族半導体ではV, Crが、またIII-V族半導体ではV, Cr, Mnが強磁性状態で、しかも、一方のスピン状態だけにフェルミ面があり片方のスピン状態が絶縁体であるハーフメタリックな系を予言した。実際に実験グループが新物質の創製を行いZnO : V, ZnO : Co, GaN : Mnで強磁性を確認し、第一原理計算によるマテリアルデザインの有効性を検証した。第一原理計算によるマテリアルデザインの結果に立脚して、スピン・FETやスピン・トランジスタなどのプロトタイプの新機能スピンデバイスをデザインした。

In the first principle, the calculation of base metal, ZnO, ZnS GaN, AIN half-body, transparent half-body, high-intensity magnetic body, transparent strong magnetic body, II-VI family half-body V, Cr, III-V half-body V, Cr. The Mn has strong magnetic properties, and one side of the body is in the system of prediction. ZnO: v, ZnO: Co, GaN: Mn strong magnetism confirmation, first principle calculation. In the first principle, it is calculated that the results of the first principle calculation show that the results are correct and correct. The FET operation is effective. The new machine can be used to improve the performance of the machine.

项目成果

T.Nishimatsu, H.Katayama-Yoshida, N.Orita: "Theoretical study of hydrogen-related complexes in diamond for low-resistive n-type diamond semiconductor"Physica B. 302-303. 149-154 (2001)

T.Nishimatsu、H.Katayama-Yoshida、N.Orita：“低阻 n 型金刚石半导体中金刚石中氢相关配合物的理论研究”Physica B. 302-303。

吉田博, 佐藤和則, 山本哲也: "第一原理計算による新機能性半導体のマテリアルデザイン -予言と実験の比較-"応用物理学会誌. Vol.70 No.8. 969-975 (2001)

Hiroshi Yoshida、Kazunori Sato、Tetsuya Yamamoto：“使用第一原理计算的新型功能半导体的材料设计 - 预测与实验的比较 -”日本应用物理学会杂志第 70 卷第 969-975 期（2001 年）。 ）

T.Yamamoto and H.Katayama-Yoshida: "Control of Valence States in ZnO by Codoping Method. [Invited Paper]"MRS Symposium Proc.. Vol.623. 223-234 (2000)

T.Yamamoto 和 H.Katayama-Yoshida：“通过共掺杂方法控制 ZnO 中的价态。[邀请论文]”MRS 研讨会论文集。第 623 卷。

K.Sato, H.Katayama-Yoshida: "Material Design of GaN-based Ferromagnetic Diluted Magnetic Semiconductors"Jpn. J. Appl. Phys.. 40. L485-L487 (2001)

K.Sato、H.Katayama-Yoshida：“GaN 基铁磁稀磁半导体的材料设计”Jpn。

K.Matsushita, H.Harima, A.Yanase, H.Katayama-Yoshida: "Prediction of ferromagnetic (Zn, Mn)Se superlattice"Physica E. 10. 247-250 (2001)

K.Matsushita、H.Harima、A.Yanase、H.Katayama-Yoshida：“铁磁 (Zn, Mn)Se 超晶格的预测”Physica E. 10. 247-250 (2001)