2012年研究カタログ
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■ 研究担当:中村恒夫 ■ ナノシステム研究部門 エレクトロニクス材料シミュレーショングループ■ 連携担当:太田敏隆 電気伝導シミュレータによるナノ接合のデバイス特性研究のポイント研究のねらい研究内容連携可能な技術・知財 ●ナノ接合を利用した機能的電子デバイス・電極材料の設計支援 ●有機分子材料から無機半導体・金属ヘテロ接合の伝導まで手軽に計算 ●エネルギー変換デバイスも視野に入れた基礎理論・シミュレーション 有機分子材料-金属ナノ接合は、合成化学による分子創製技術と、自己組織化や分子塗布等、電極接着手法により、エレクトロニクス素子として大きな可能性をもっています。また、金属酸化物といった無機バルクヘテロ接合でもナノスケールの界面領域が素子特性に影響を与えます。本研究では電気伝導とエネルギー交換過程を高予測性第一原理伝導シミュレーションで明らかにし、素子特性を予測・理解することが目標です。将来的には、光電や熱電変換材料等、機能性素子材料設計の汎用的支援ツールとなることが期待されます。 ナノ接合での電気伝導やエネルギー変換の丸ごとシミュレーションに向け、第一原理計算プログラムモジュールHiRUNEの開発を行っています。HiRUNEでは、独自手法により本質的な精度を下げることなく、従来の計算よりもお手軽なシミュレーションが可能で、有機金属錯体分子膜の長距離伝導や、金属酸化物のアモルファス構造界面での電気伝導特性シミュレーションなど幅広い物質材料に適用され成果を挙げています。また、伝導電子と局所フォノンとのエネルギー交換過程も計算可能で、単一分子ワイヤー接合の非弾性電流計算にも成功しています。● 分子創成技術による有機エレクトロニクス材料の設計とデバイス特性の予測●高効率熱電変換材料の設計、ZT値の評価●電流による局所加熱、素子安定性予測金属酸化物/金属接合(アモルファス界面)の電流特性ルテニウム錯体分子膜/電極接合の電気伝導性軌道● 研究拠点つくば中央265ナノテクノロジー・材料・製造分野第3会場N-08N-08

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