第一原理計算による半導体デバイス絶縁用薄膜の電子状態とリーク電流に関する研究

利用第一性原理计算研究半导体器件绝缘薄膜的电子态和漏电流

• 批准号: 18760031
• 负责人: 佐々木 孝
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Osaka 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760031/
• 关键词: 第一原理計算大規模電子状態計算; 半導体絶縁用薄膜中のリーク電流; 量子細線

これまでに開発した大規模・半無限系対応プログラムを、並列コンピューターに適したアルゴリズムおよびプログラムへ改良し、さらにスーパーコンピューターで計算速度が向上するようにチューニングを行った。そしてさらなる高速化、高精度化、汎用化を実現した。精度に関しては、これまでは計算量は少なくてすむが、精度と汎用性に乏しい擬ポテンシャルを用いてきたが、我々のグループで独自に開発した、計算量を増大させることなく精度のよい擬ポテンシャルを組み込むことができるtime-saving double-grid technique(T.Ono and K.Hirose : Phys.Rev.Lett. 82 5016-5019(1999), T.Ono and K.Hirose : Phys.Rev.B 72 085115 1-12(2005))をプログラムに組み入れることによって高精度化を実現した。本手法によって無限に続く結晶を含む系の電子状態を高精度に計算できていることを確認するためにアプリケーションとして電極間に挟まれたナノワイヤーについて東京大学物性研究所および東北大学所有のスーパーコンピューターを使用して電子状態計算を行った。その結果をもとにして電気伝導計算を行い、実験結果と比較することにより申請者が開発した手法の有用性を確認した。電気伝導計算には我々の研究グループで開発され、世界的に定評のあるOverbridging Boundary-Matching Method(Y.Fujimoto and K.Hirose ; Phys.Rev.B 67 195315 1-12(2003))を用いた電気伝導計算手法を用いた。その成果を学術論文Physical Review Eで発表した。

こ れ ま で に open 発 し た mass, department of semi-infinite 応 seaborne プ ロ グ ラ ム を, tied for コ ン ピ ュ ー タ ー に optimum し た ア ル ゴ リ ズ ム お よ び プ ロ グ ラ ム へ improved し, さ ら に ス ー パ ー コ ン ピ ュ ー タ ー が で calculation speed up す る よ う に チ ュ ー ニ ン グ を line っ た. Youdaoplaceholder0 てさらなる high-speed, high-precision and general-purpose を actual occurrence of た. Precision に masato し て は, こ れ ま で は は less amount of calculation な く て す む が, precision と domestic に spent し い quasi ポ テ ン シ ャ ル を with い て き た が, I 々 の グ ル ー プ で に alone open 発 し た, を raised large amount of calculation さ せ る こ と な く precision の よ い quasi ポ テ ン シ ャ ル を group み 込 む こ と が で き る time - saving double-grid technique(T.Ono and K.Hirose : Phys.Rev.Lett. 82 5016-5019(1999), T.Ono and K.Hirose : Phys. Rev. B 1-12, 72, 085115 (2005)) を プ ロ グ ラ ム み に group into れ る こ と に よ っ て precision turn を be presently し た. This technique に よ っ て infinite に 続 く crystallization を containing む の electronic state を high-precision に computing で き て い る こ と を confirm す る た め に ア プ リ ケ ー シ ョ ン と し て electrodes に carry ま れ た ナ ノ ワ イ ヤ ー に つ い て Tokyo university institute of physical property お よ び Northeastern University all の ス ー パ ー コ ン ピ ュ ー タ ー を use し electronic line state calculation を っ て た. そ の results を も と に し て electric 気 伝 guide line を い calculation, be 験 results と す る こ と に よ り applicants が open 発 し た gimmick の usefulness を confirm し た. Electrical 伝 conductance calculation に ある I 々 <s:1> study グ され プで プで development され the に evaluation of the world あるOverbridging Boundary-Matching Method(y. Fujimoto and K. hirose; Phys.Rev.B 67 195315 1-12(2003) を Use を た electrical conductivity 伝 calculation method を use た た. Youdaoplaceholder0 そ achievements を academic papers Physical Review Eで appearances た.

项目成果

Order-N first-principles calculation method for self-consistent ground-state electronic structures of semi-infinite systems

半无限系统自洽基态电子结构的N阶第一性原理计算方法

• 发表时间: 2006
• 期刊: Phys. Rev. E 74(5)
• 作者: Takashi Sasaki;Tomoya Ono;and Kikuji Hirose
• 通讯作者: and Kikuji Hirose