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第一原理計算による電子励起新機能半導体の材料設計 第一原理計算による機能性半導体の材料設計

研究報告コード R030000292
掲載日 2005年2月22日
研究者
  • 吉田 博
  • 佐藤 和則
  • 加藤 竜次
研究者所属機関
  • 大阪大学産業科学研究所
  • 大阪大学産業科学研究所
  • 大阪大学産業科学研究所
研究機関
  • 大阪大学
報告名称 第一原理計算による電子励起新機能半導体の材料設計 第一原理計算による機能性半導体の材料設計
報告概要 物質の性質は微視的世界の基本法則(第一原理)である量子力学に支配されており、原子番号のみを入力して第一原理から様々な物質の物性を説明できるようになってきている。本研究では、第一原理計算に基づいて、ワイドギャップ半導体ZnOとGaNを母体とする透明な強磁性体の材料設計を行なった。その結果、ZnOにMnイオンを導入する場合には、酸素を順次窒素で置換することによりホールドーピングを行なえば、Mnのdバンドにキャリアが導入され、二重交換相互作用により強磁性状態が安定になることが分かった。また、ZnO中のV、Cr、Fe、Co、Niについては何らドーピングすることなしに強磁性状態が得られることが示唆された。一方、GaNへのMnイオンの導入については、MnイオンがGaと置き換わることによりホールが供給されるために、ドーピングをしない状態で強磁性となることが示された。
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研究分野
  • 量子力学一般
  • 半導体と絶縁体の電気伝導一般
  • 無機化合物の磁性
  • 固体デバイス製造技術一般
研究制度
  • 計算科学技術活用型特定研究開発推進事業 物質・材料分野
研究報告資料
  • 吉田 博、佐藤 和則、加藤 竜次. 第一原理計算による電子励起新機能半導体の材料設計 第一原理計算による機能性半導体の材料設計. 計算科学技術活用型 特定研究開発推進事業 研究報告会 ~進展する第三の科学技術~ 2000. p.6 - 7.

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