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原子論的手法に基づくナノ構造・分子デバイスの量子輸送シミュレーション

基于原子方法的纳米结构和分子器件的量子输运模拟

基本信息

批准号：
07J00363
负责人：
三成英樹
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度までの研究で開発した3次元のフルバンド量子輸送シミュレータの機能の拡張を行い,スピン軌道相互作用の取り扱いや,輸送方向の結晶方位が[110]方向であるデバイス,任意の断面形状をもつナノワイヤの取り扱いを可能とし,微細な半導体デバイスの解析には必要不可欠な,フルバンド構造や歪効果,結晶方位依存性,スピン軌道相互作用を考慮した量子輸送シミュレーションを可能とした.開発したシミュレータを用いて,次世代の半導体デバイスとして期待されている,チャネル材料がシリコンまたはゲルマニウムであるp型のゲートオールアラウンド型ナノワイヤトランジスタについてデバイス特性の解析を行った.その結果,チャネル材料がシリコンのナノワイヤよりも,ゲルマニウムのナノワイヤの方が大きな電流が得られることが分かった.また,輸送方向の結晶方位が[100]方向のナノワイヤよりも[110]方向のナノワイヤの方が大きな電流が得られることが分かった.直径が数ナノメートルのナノワイヤトランジスタでは,単位面積あたりの電流密度がナノワイヤの直径に依存することが分かった.ナノワイヤの断面の形状が電流密度に与える影響について,開発したシミュレータを用いて解析を行い,断面の形状が正方形のナノワイヤよりも,円形のナノワイヤの方が大きな電流密度が得られることが分かった.また,シリコンに代わる新たなチャネル材料として期待されているアンチモン化インジウムをチャネルに用いたダブルゲート型トランジスタについて,2次元のフルバンド量子輸送シミュレータによる性能予測を行い,同じ寸法のシリコンデバイスと比較して,より大きなソース-ドレイン間のトンネル電流が流れることが分かった.

In the past year, the research on the development of three-dimensional quantum transport system has been carried out, including the selection of orbital interaction, the crystal orientation of transport direction, the possibility of arbitrary cross-section shape, the necessity of analysis of fine semiconductor structure, the crystal orientation dependence, Quantum transport is considered. In the development of semiconductor technology, the semiconductor technology of the next generation has been developed. In the future, the semiconductor technology of the next generation will be developed. In the future, the semiconductor technology of the next generation will be developed. The semiconductor technology of the next generation will be developed. As a result of this, the materials of the company are divided into three parts: the first part is the material of the company, the second part is the material of the company, the third part is the material of the company, the fourth part is the material of the company, the material of the company, the fourth part is the material of the company, the material of the company, the fourth part is the material of the material of the company, the material of the company, the third part is the material of the material of the company The crystal orientation of the transport direction is [100] direction and the direction is [110] direction. The current density of the unit area depends on the diameter of the unit. The shape of the cross section of the square shape of the square shape. In addition, the performance prediction of the two-dimensional quantum transport system is carried out in the same way as the comparison of the solution of the method, and the current generation is carried out in the same way.