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量子輸送理論に基づくナノ構邉デバイスにおけるキャリア輪送シミュレーション

基于量子输运理论的纳米结构器件载流子输运模拟

基本信息

批准号：
18710123
负责人：
江崎達也
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

量子輸送シミュレーション技術の開発過程において、3次元構造等の複雑な構造の取り扱いが必須である。これは、例えば2次元デバイスシミュレーションでは、ある一方向(MOSFETでは幅方向)に無限の大きさを仮定するため、ナノオーダのデバイスにおける原子の位置の情報が平均化され、ナデバイスの電気特性を正しく得られない可能性がある。このような背景から、量子輸送理論に基づくキャリア輸送シミュレーションを行うために、原子レベルのデバイス構造を取り入れることができる3次元デバイスシミュレータを構築した。本シミュレータでは、非平衡Green関数法によりキャリアの量子輸送の計算を行う。なお、電子間の相互作用は考慮されているが、フォイン散乱等の非弾性散乱は組み込まれていない。そのため、準弾道的な輸送計算となっている。1次元系のシリコンナノワイヤの電子状態および電流のシミュレーションを行った。その結果、1次元電子系に特徴的な1/√Eに比例する状態密度のピークが量子準位の位置に現れたこと等から。有限サイズのナワイヤに対しても解析的なモデルを適用できる可能性があることを示すことができた。実際にシリコンナノワイヤに対して、原子レベルの計算結果と解析的な解を比較すると、量子準位の位置に良い対応が見られた。計算時間の大幅な短縮とナノワイヤの電子回路モデルの構築に対して、重要な知見である乏考えられる。本研究により、原子レベルのシミュレーション環境を構築し、さらにナノワイヤの回路モデルの開発方針を示すことができた。

In the development of quantum transport technology, the selection of complex structures such as three-dimensional structures must be considered. For example, in the case of a two-dimensional transistor, the information on the position of the atom in one direction (MOSFET amplitude direction) is averaged and the electrical characteristics of the transistor are corrected. The background of quantum transport theory is to construct a three-dimensional quantum transport system. This paper describes the calculation of quantum transport by non-equilibrium Green correlation method. The interaction between electrons and electrons is considered to be non-random, such as scattered particles. The calculation of the transmission of. The electronic state of the first dimensional system and the current of the first dimensional system The results show that the 1/E ratio of the characteristics of the 1-dimensional electron system, the density of states and the position of the quantum level are different. The probability of failure is very high. In fact, the calculation results of atomic particles and analytical solutions are compared, and the positions of quantum particles are well matched. The calculation time is greatly shortened, and the electronic circuit structure is related to the important knowledge. This study is aimed at establishing an environment for the development of nuclear power plants, and developing policies for nuclear power plants.