权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

シリコン点欠陥における強相関・強結合量子状態の理論研究

硅点缺陷中强相关和强耦合量子态的理论研究

基本信息

批准号：
09J06594
负责人：
山川洋一
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J06594/
关键词：
シリコン原子空孔強相関電子系非断熱効果

项目摘要

高純度シリコン単結晶が、僅かに含まれる原子空孔により、極低温において異常なソフト化を示すという超音波実験の結果が報告され、極低温での局所量子状態の基礎物理と、半導体基盤のシリコンウェハーにおける最先端欠陥観測技術への応用の両面から注目されている。このソフト化の物理を解明する為、微視的描像からのアプローチとして、先行理論を拡張した原子空孔のクラスターモデルを導入し、厳密対角化法を用いて電子相関・電子フォノン相互作用の効果を調べた。その結果、電気的に中性な電荷状態VOの基底状態は、電子相関効果でスピン1重項・軌道2重項になるが、電子フォノン相互作用によってスピン3重項・軌道3重項へ、さらに強結合領域ではスピン1重項・軌道3重項へと変化する事を明らかにした。この最後の状態は、non-dopedシリコンが示す磁場依存性のないソフト化を良く説明する。また、B-dopedシリコンにおいては、電子フォノン相互作用によって、電気的に+1価のV+状態が現れる事を示した。これらの結果は、先行研究の結果と対照的な反面、超音波実験の結果を良く説明し、極低温における強相関・強結合効果の重要性を表している。さらに、巨視的描像からのアプローチとして、シリコンの第一原理計算の結果を再現する強束縛模型を構築し、そこに原子空孔ポテンシャルを導入して完全結晶中に一個の原子空孔に対するGreen関数を求めた。得られたGreen関数から原子空孔準位の電荷状態及び多極子感受率の空間分布を調べた結果、電子密度の2割程度が5Åから20Åという非常に広範囲に分布しており、この広がりの効果によって、四極子を含めた高次の多極子感受率が異常に増大している事を明らかにした。さらに、負のスピン軌道相互作用の存在が示唆されている問題に対しては、点電荷模型を用いてスピン軌道相互作用を見積り、波動関数の広がりによって負の結合定数が得られる事を初めて示した。

The results of ultrasonic experiments are reported in this paper. The fundamental physics of quantum states at extremely low temperatures, the application of semiconductor substrates, and the most advanced measurement techniques are noted. The physical solution of this problem is to adjust the effect of electron correlation and electron interaction in Weishi app. As a result, the neutral charge state VO and the base state VO of the electron are related to the electron interaction, and the electron interaction is related to the electron interaction, and the electron interaction is related to the electron interaction. The final state is a good explanation of the dependence of the magnetic field. For example, B-doped electrons interact with electrons, and the +1 and V+ states of electrons appear. The results of this study are contrary to those of previous studies, and the results of ultrasonic experiments illustrate the importance of strong correlation and strong binding effects at extremely low temperatures. A strong binding model is constructed to reproduce the results of the first-principle calculations of the macroscopic and macroscopic images. The results show that the charge state of atomic hole level and the spatial distribution of multipole receptivity are adjusted according to the Green correlation number, and the electron density is divided into two parts from 5 to 20 parts. The distribution of multipole receptivity is abnormal. The quadrupole receptivity is abnormal. The existence of negative orbital interaction is shown in the problem of point charge model. The interaction of negative orbital interaction is shown in the product and ratio.