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第一原理計算によるシリコン分子ワイヤーの設計

使用第一性原理计算设计硅分子线

基本信息

批准号：
03J07142
负责人：
川村博昭
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J07142/
关键词：
クラスターシリコン籠構造チタン Cr

项目摘要

平成15年度においては、本研究は予定通りシリコンナノワイヤーの基礎となるメタルドープシリコンクラスターの物性解析を第一原理計算により行った。ドープした遷移金属はTi,Hf,Zr,Cr,Feであり、そのうちTiとCrについては実験結果が報告されているので詳細な比較が可能となった。クラスターの物性で最も重要なものの1つは安定性である。本研究ではそれぞれのメタルドープシリコンクラスターが最も安定なときのサイズとそのときの構造をまず明らかにした。すなわち,Crをドープした場合はCr@Si_<12>およびCr@Si_<15>が極めて安定であることがわかった。これはCr@Si_<12>が6角柱の対称性に優れた構造を持つこと、またCr@Si_<15>がCrを囲むのに適切なサイズであることにそれぞれ起因する。一方でTiをドープしたときに安定なサイズはCrの場合よりも大きく、Ti@Si_<13>およびTi@Si_<16>が極めて安定である。これはTiのイオン半径がCrのそれよりも大きく、それだけTiを囲むのに多くのSiを必要とすることを意味する。またSiの数が少ないときはメタルドープシリコンクラスターは籠構造はとらずバスケット型の構造をとることがわかった。本研究ではTi@Si_nはO=12まではバスケット構造であることを示したが、これは実験結果に極めてよく一致する結果である。実験おいては籠構造をとっているかどうかを判断するために水との反応性を利用する。もしTiがSiに完全に囲まれていたら水はTiに近づけず、吸着できないが、この実験においてもn=12までが水との反応性が高いことが示されている。そのほかの遷移金属をドープした場合にも同様の議論を行った。

This study is intended to determine the basis of the calculation of physical properties of the first principles. The migration of metals Ti,Hf,Zr,Cr,Fe and Cr is reported in detail. The most important thing is the stability. In this study, the structure of the system was analyzed. Cr@Si @ Cr @ <12>Si @ Si <15>@ The structure of Cr@Si_<12>(6) prism is symmetrical and the appropriate structure is suitable for Cr@Si_<15>(6) prism. Ti@Si <13>@Si @<16>This is the first time that I've seen you. The number of Si particles is small, and the structure of Si particles is small. In this study, Ti@Si_n = O=12, the structure of Ti @ Si_n = O = O The structure of the cage is different. Ti = Si = Si = In the case of migration of metals, it is necessary to conduct the same discussion.