強相関凝縮系における結合クラスター理論の展開と新アルゴリズムの開発

强相关凝聚系统耦合簇理论及新算法的发展

基本信息

批准号：
12J10126
负责人：
松下雄一郎
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J10126/
关键词：
炭化ケイ素(SiC)バンドギャップ有効質量多形 Hexagonality チャネル構造

项目摘要

半導体電子状態の完全解明。近年、次世代パワーデバイス半導体として注目を集めます炭化ケイ素(SiC)は従来の基礎半導体理論では説明しきれない多くの現象が実験によって明らかになってきており、デバイス開発の基本指針や解析が極めて困難な状況に陥っている。本研究では、密度汎関数理論に基づいた理論計算により、その微視的メカニズムが伝導体下端の電子状態の異常性に起因することを明らかにした。その異常性とは、通常考えられてきたような原子近傍を広がった電子状態ではなく、内包空間内を浮遊(Float)した、ほとんど自由な電子状態(NFE ; Nearly Free Electron)であることを見いだした。この特異な電子状態を考慮することにより、これまで長年の謎とされてきた物理量の振る舞いを自然な形で説明することができるようになり、デバイス設計における指針や解析を初めて可能とするその土台を作ることができた。さらにはナノ内包空間を制御することにより低次元電子ガスを3次元結晶中に作り出せることを見いだした。多形制御というナノ構造体の制御により『材料潜在能力の極限発言』という可能性を示すことが出来、次のブレークスルーにつながる多くの研究成果を得ることが出来た。

完全阐明半导体电子状态。近年来，作为下一代动力装置半导体引起人们注意的硅（SIC）已通过实验揭示了许多现象，这些现象在常规的基本半导体理论中无法解释，因此很难找到基本的指南和设备开发的分析。在这项研究中，基于密度功能理论的理论计算表明，微观机制是由于导体下端的电子状态异常。人们发现，这种异常不是通常认为在原子附近传播的电子状态，而是在封装空间内漂浮的几乎免费的电子状态（NFE）。通过考虑到这种奇异的电子状态，已经有可能解释物理数量的行为，而物理量的行为自然而然地被认为是一个谜，并且能够首次创建基础，从而允许设备设计中的指南和分析。此外，发现可以通过控制纳米封装的空间在三维晶体中产生低维的电子气体。多态性控制，对纳米结构的控制能够证明“超限制物质潜力陈述”的可能性，并且获得了许多可能导致下一个突破的研究结果。