Elucidation of Formation Mechanism and Growth Simulation of Strain-induced Quantum Dot

应变诱导量子点的形成机制和生长模拟的阐明

• 批准号: 19760067
• 负责人: MATSUNAKA Daisuke
• 金额: $ 0.8万
• 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: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19760067/
• 关键词: 材料設計; プロセス; 物性; 評価; 結晶成長; 動的モンテカルロ法; 第一原理計算; 界面; ポテンシャルエネルギー表面; 自己組織化量子ドット

表面や界面におけるひずみは表面構造や界面強度を決定する重要な要素である.原子スケールの構造ではひずみの影響はより重要になる.本研究では,密度汎関数理論に基づく第一原理計算を援用し,ひずみ誘起量子ドットの形成・成長を制御するキーファクターを探査するためにヘテロエピタキシャル成長について微視的な視点から解析を行った.Ge/Si(001)ヘテロエピタキシー成長において,Ge吸着原子が感じるポテンシャルエネルギー表面を算出し,濡れ層の堆積に伴って,吸着サイトは変化しないものの,Ge吸着原子の表面拡散は変化することを示した.また,表面上での様々な素過程に対しての活性化エネルギー障壁を評価し,濡れ層の増加によってEnrlich-Schwoebel障壁は増加し,上段テラスと下段テラスとの間の吸着原子の移動は抑制されることを明らかにした.動的モンテカルロ法による結晶成長シミュレーションを用いて,基板のひずみによって核形成速度や形成された島の形状が異なることを示した.

在表面和界面处应变是确定表面结构和界面强度的重要因素。菌株的影响在原子量表结构中更为重要。在这项研究中，使用基于密度功能理论的第一原理计算来研究控制应变诱导的量子点的形成和生长的关键因素。在GE/SI（001）杂质生长中，计算GE吸附原子的势能表面，并使用湿层来确定湿层。结果表明，尽管吸附位点保持不变，但GE吸附原子的表面扩散发生了变化。我们还评估了表面各种基本过程的活化能屏障，并透露，随着润湿层的增加，Enrlich-Schwoebel屏障会增加，并且抑制了上下露台之间吸附原子的转移。使用动态蒙特卡洛法的晶体生长模拟，我们表明成核速率和岛的形状由于底物的应变而异。

项目成果

First-principles Calculations of Adhesive Behavior at Metal/oxide Incoherent Interfaces

金属/氧化物非共格界面粘合行为的第一性原理计算

• 发表时间: 2008
• 作者: T. Furushima;K. Manabe;S. Alexsandrov;T. Takaki;D. Matsunaka and Y. Shibutani
• 通讯作者: D. Matsunaka and Y. Shibutani

Electronic States and Stability of Metal/Oxide Interface withMisfit byFirst-Principles Calculations

第一性原理计算错配金属/氧化物界面的电子态和稳定性

• 发表时间: 2007
• 作者: Daisuke Matsunaka;et. al.
• 通讯作者: et. al.

First-principles calculations of coherent and incoherent metal/MgO interface

相干和非相干金属/MgO界面的第一性原理计算

• 发表时间: 2007
• 作者: Akio Yonezu;Hiroyuki Hirakata;Kohii Minoshima;D. Matsunaka and Y. Shibutani
• 通讯作者: D. Matsunaka and Y. Shibutani

KMC法を用いた薄膜成長に及ぼすひずみ依存性に関する考察

使用 KMC 方法考虑薄膜生长的应变依赖性

• 发表时间: 2008
• 作者: 土井嘉治;松中大介;澁谷陽二
• 通讯作者: 澁谷陽二

金属/酸化物界面の電子状態に関する第一原理計算

金属/氧化物界面电子态的第一性原理计算

• 发表时间: 2007
• 作者: T. Takaki;M. Asanishi;A. Yamanaka;Y. Tomita;松中大介 他
• 通讯作者: 松中大介 他