Electron Transport and Modeling -Sano Ueda lab
  • Sano Ueda Lab

    佐野・植田研究室では現在、以下の研究テーマを扱っています。
    • Coulomb Interaction
    • Soft Error
    • Quantum Transport (卒研生受入れ予定はありません)
    研究に興味・関心を持った方は気軽に研究室をお訪ね下さい。
  • Coulomb Interaction

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     集積化に向けた大きな未解決問題として、ナノスケール素子での特性揺らぎが注目されている。これら特性揺らぎの物理的起源は、電流に関与する電子や基板に含まれるイオン化不純物が少数となり、これらの電荷の作る微視的なポテンシャル揺らぎによって電流パスが素子ごとにばらつくことにある。しかしながらクーロン相互作用は原点で無限大に発散し、かつ無限遠まで届く長距離力であるため粒子シミュレーションへの導入は非常に困難であり、ポテンシャル揺らぎを正確にシミュレーションに反映させることは今でも大きな課題となっている。
     上図に概念的に示すように、電子輸送におけるクーロン・ポテンシャルの役割は、電子の集団運動に寄与する長距離効果とランダムな熱運動に寄与する短距離効果に切り分けて考えることができる。本研究では完全なクーロン相互作用を短距離成分と長距離成分に分け、シミュレーション・パラメータの複雑な最適化のもとで高精度な導入を行った。その結果、クーロン相互作用が顕著になる高濃度領域まで統一的に輸送解析できる3次元モンテカルロ・シミュレータの構築に成功した。

  • Soft Error

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     半導体素子のハイロー構造におけるソフトエラー(外部から半導体内部に入射される粒子の影響で発生する電荷がおこす不良現象)の影響を調べ、 ハイロー構造のハイドープ層を厚くすることによりソフトエラーに 起因する収集電荷量を軽減することができることをシミュレーションにより確認した。

  • Quantum Transport

    Quantum
    Coulomb

     デバイスの大きさが電子の波長であるド・ブロイ長に近づくと極低温領域では電子の波動性が顕在化し、 従来の電子を粒子として扱うことができなくなる。しかし、常温での動作が要求されるデバイス内においてその干渉効果の顕在化は依然明らかではない。 本研究ではデバイス内での電子波の干渉効果の顕在化・非顕在化を量子効果を考慮したモデル(NEGF 法)により検討し、弾道輸送における波の性質の顕在を確認した。