Document

計算機シミュレーション演習
第二回講義
Mastery for Service
KWANSEI GAKUIN UNIVERSITY
本日の演習
主鎖ドーピング
ポリシランの主鎖(Si位置)に不純物Xをドーピングする。
モデルクラスタ
一人２元素
学籍番号順に、
原子番号1(H)と原子番号86(Rn)、
原子番号2(He)と原子番号85(At)、
(a) y軸方向
…………原子番号43(Tc)と原子番号44(Ru) まで
(b) z軸方向
図1 主鎖へのドーピング.
Si
Mastery for Service
X
H
KWANSEI GAKUIN UNIVERSITY
計算手順:Displat
Zドライブに計算用フォルダ(名前はcalc)を作り、その下にさらにフォルダ
(名前はMainChains)を作る。そこに配布したcbファイルを保存する。
Displat.exeを開く→Enter→cbファイルを開く→Enter→Number of Atom:0
Eを押すし、原子の座標のエディット→原点座標の14.1をBackspaceで消す
→消した位置に不純物の原子番号.1(例:Bの場合 5.1)と入力→gを押す→Enter
Escキーを押す→右下付近にある [ MakeFiles ] 内の >Save Screen Coordinate でEnter
→名前をつけてフォルダに保存(例:Bの場合B1Si64H132など)
→Titleと表示されたらEnter→もう一度Escキーを押す
→ [ MakeFiles ] 内にある >MakeF01 for MAKEF05 でEnter
→Select NEQ order(1-3):3→Enter→10→10→元の図形がでるまでEnter
Mastery for Service
KWANSEI GAKUIN UNIVERSITY
計算手順:DV-Xα
画面左下のスタートからファイル名を指定して実行を選ぶ→cmdと入力する
→c: と入力→cd dvxa と入力→setdvxa と入力→z: と入力
→cd calc/mainchains で先ほど作ったフォルダまで移動→makef05 と入力
→newdim と入力→The best size of this cluster is G/H size. といった文章がでてくる
→サイズを見る→G/H sizeとなっている場合は dvscat gと入力
計算の進行状況は計算しているフォルダ内のf06zを見ることでわかる。
→一番上の数値は計算回数で、その隣にConvergedと表示されれば計算終了。
→途中で計算を止めたい場合はf06zpを開き、ncycmの下の数字を現在の計算回数+1に
変更すれば次の計算が終わり次第終了する。
(例：現在の計算回数が30の場合、ncycmの値を31にすれば31回目の計算が終わり次第
終了する。ただし、ncycmの値を変更する時はきちんと一の位を合わせること。1000→ 31
というように空欄を空ける。)
また、計算を再開する場合はそのままdvscatを行えばよい。
Mastery for Service
KWANSEI GAKUIN UNIVERSITY
ミニレポート
本日の講義内容をまとめて提出してください。
―DV-Xα,Displatの計算手順
提出締め切り:10/8(木) 講義終了まで
Mastery for Service
KWANSEI GAKUIN UNIVERSITY
シリコン(Si)半導体
PC内のCPUやメモリなどに使われている。
安価で優れた電気的特性を持つ。
殆どの半導体デバイスにSiが用いられている。
Siは発光しないため、発光デバイスには用いられていない。
発光デバイスにはガリウム砒素(GaAs)が用いられているが、
GaAsはSiに比べて高価で有毒性を持つ。
ポリシラン
準1次元のSi半導体
発光効率が高い。
Mastery for Service
KWANSEI GAKUIN UNIVERSITY
半導体の特性
伝導率σ=neμ
n：キャリア(電荷の担い手：電子、ホール)濃度
e：電子の電荷(定数)
μ:移動度(キャリアの移動のしやすさ、物質固有)
極端にμが小さい場合を除き、
キャリア濃度を外部から制御することで、伝導率を制御できる。
Mastery for Service
KWANSEI GAKUIN UNIVERSITY
本講義の目的
不純物(ドーパント)をドーピングすることでキャリアを生成する。
n型半導体…電子を与える不純物(ドナー)をドーピング
例:Si(4価)結晶中のSi原子をP原子(5価)で置換すると、
余った電子がキャリアとなる。
p型半導体…電子を受け取る不純物(アクセプタ)をドーピング
例:Si(4価)結晶中のSi原子をB原子(3価)で置換すると、
生じた電子の抜け穴(ホール)がキャリアとなる。
Mastery for Service
KWANSEI GAKUIN UNIVERSITY
本講義の目的
本講義の最大の目的
活性化エネルギーを求める。
 この状態だと余っている電子は
不純物Xに束縛されている。
 活性化エネルギーとは、
その束縛を断つのに必要なエネルギー。
詳しい求め方は後日説明する。
図1 ドナーをドーピングした場合.
Si
Mastery for Service
X
電子
KWANSEI GAKUIN UNIVERSITY

Download Report