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J-GLOBAL ID：201702283831276470   整理番号：17A1952143

バンド整列におよぼすc-Si/a-SiO₂界面の原子レベルの構造の影響:ab initio研究【Powered by NICT】

Effects of the c-Si/a-SiO₂ interfacial atomic structure on its band alignment: an ab initio study

著者 (3件)： Zheng Fan (Joint Center for Artificial Photosynthesis and Materials Sciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California 94720, USA. [e-mail]) ,  Pham Hieu H. ,  Wang Lin-Wang
資料名： Physical Chemistry Chemical Physics  (Physical Chemistry Chemical Physics)
巻： 19  号： 48  ページ： 32617-32625  発行年： 2017年 
JST資料番号： A0271C  ISSN： 1463-9076  CODEN： PPCPFQ  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 結晶Si/非晶質SiO₂(c-Si/a-SiO₂)界面はトランジスタから太陽電池まで多くの用途に使われる重要なシステムである。c-Si/a-SiO₂界面の遷移領域は二つの領域間のバンド整列を決定する上で重要な役割を果たしている。しかし,この界面バンドオフセットが遷移領域の厚さとその局所原子配列によりどのように影響されるかの問題はまだ十分に研究されていない。古典的モンテカルロ法による結合スイッチングアルゴリズムのパラメータを制御することで,種々の厚さと異なる酸化状態のSiを含む界面の原子的構造を策定した。GWとバルクSiとSiO₂の実験結果を再現した著者らの計算で示したと同じく,ハイブリッド汎関数の方法でヘテロ接合の電子構造を計算した。これで界面バンド特性とその原子的構造との間の相関を研究することができた。遷移領域近くで,異なる厚さをもつ系は全く異なる原子的構造を示したが,計算したバンドオフセットは同じで,界面構造の細部には影響されない傾向があることを見出した。著者らのバンドオフセット計算は実験測定と良く一致する。界面電子構造の界面の原子的細部に余り依らない性質は,Si系エレクトロニクス応用においてc-Si/a-SiO₂界面が成功した理由の一つである。それにもかかわらず,反応性の力の場を用いて,a-SiO₂とc-Si/a-SiO₂界面を生成すると,バンドオフセットは実験値から約1eVまで有意に逸脱した。Copyright 2018 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST【Powered by NICT】

シソーラス用語： *ヘテロ接合 ,  *接合部 ,  *アラインメント ,  *バンド構造 ,  *ケイ素 ,  *結晶 ,  *二酸化ケイ素 ,  *非晶質 ,  バンドオフセット ,  配列 ,  局所性 ,  モンテカルロ法 ,  計算機シミュレーション ,  酸化数 ,  近似法 ,  汎関数 ,  表面構造
準シソーラス用語： 原子配列 ,  GW近似 ,  ハイブリッド汎関数

分類 (2件)： その他の半導体を含む系の接触  (BM03086O) ,  表面の電子構造  (BM02080J)

タイトルに関連する用語 (6件)： バンド整列 ,  Si ,  SiO2 ,  界面 ,  原子 ,  研究