シリコンデバイス新素材の反応設計の量子化学

硅器件新材料反应设计的量子化学

基本信息

批准号：
08238209
负责人：
立花明知
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

領域密度汎関数理論によれば、平衡状態においても、化学結合を構成している部分系の電子化学ポテンシャルは互いに等しくはならず、全系の電子化学ポテンシャルとも異なり、そのことが原子核を動かす化学反応のドライヴィングフォースとして働くことが予言される。このことを、いくつかのイオン-原子系において実証した。本理論によれば、特定の軌道の組み合わせで議論される小さな原子分子の結合性・反応性から、統計的要素や原子核運動にダイナミクスも加わる原子スケール界面の新電子移動量子現象に到るまで統一的に、しかも全く新しい視点から研究できる地平が開かれる。一方、21世紀に本格化すると予想される高度情報化社会では、画像情報を含む各種の大量の情報を高速で処理することがこれまで以上に重要となることが予想される。これに呼応して、半導体・新機能性デバイスの微細化・高速化・高機能化が急速に進展し、金属・半導体・絶縁体が相互に接する界面構造を原子スケールで制御する技術の確立が求められている。上述の領域密度汎関数理論は、このような界面の原子スケール制御から、新しい界面量子機能の予言にいたるまでの基礎理論として位置づけられ、またその応用がインターディシプリナリーな具体的技術としても確立されることが期待される。具体的には、種々のCVDプロセスの気相ならびに表面化学反応機構の解明を目指し、(1)p型ド-ピングを施したSi表面、Hで終端されたSi表面、Fで終端されたSi表面およびSiO_2表面上のSiH_4、Si_2H_6ガスの熱分解、(2)Alの選択的CVD、および(3)極薄SiO_2膜形成過程に関する量子化学的研究を行い、領域密度汎関数理論に基づく電子移動の解析を始めた。以上を要するに、平成8年度においては、新たな機能を有する材料設計のための界面量子化学とでも呼称すべき新しい学問の礎を築き、触媒反応設計、凝縮系反応設計、固体表面界面反応設計・物性制御に向けての理論的指針を具体的に与えることを目標とした研究の重要なワンステップを上ることが出来た。

根据区域密度功能理论，即使在平衡状态下，构成化学键的子系统的电化学潜力也不相等，并且与所有系统的电化学潜力不同，并且可以预测，这将成为动作核的化学反应的驱动力。这已经在几个离子原子系统中得到了证明。根据这一理论，从特定轨道组合中讨论的小原子分子的结合和反应性开放到统一和全新的观点，从特定的轨道组合中讨论的小原子分子与原子尺度接口处的新电子传递量子现象，其中动力学添加到统计元素和核运动中。另一方面，在一个高度信息社会中，预计将在21世纪开始如火如荼地开始，预计以高速处理大量信息（包括图像信息）将变得比以往任何时候都更重要。为此，小型化，速度和高性能半导体和新的功能设备正在迅速发展，并且有必要建立一种控制金属，半导体和绝缘体在原子尺度上相互接触的界面结构的技术。上述域密度函数理论定位为一种基本理论，从界面的原子量表控制到预测新界面量子函数，并且预计其应用也将作为跨学科的混凝土技术确定。 Specifically, we have conducted quantum chemical studies on (1) pyrolysis of SiH_4 and Si_2H_6 gases on p-type doping, Si surfaces terminated with H, F-terminated Si surfaces and SiO_2 surfaces, (2) selective CVD of Al, and (3) ultrathin SiO_2 film formation processes, and began analyzing electron transfer based on region density functional theory.简而言之，在1996年，我们能够为一个新的学术领域奠定基础，该领域可以称为新功能的材料设计界面量子化学，并迈出了重要的一步，目的是为催化反应设计，凝结反应设计，凝结系统反应系统反应系统反应设计，固体表面界面反应设计和物理性能控制提供具体的理论指南。