第一原理に基づく点欠陥計算の高精度化とその応用

摘要

半導体材料は，トランジスタ，太陽電池，LED，パワーデバイス，光触媒等，多様な産業用途をもつ現代社会において必須の材料である．これらの材料中では,添加元素及び固有点欠陥が電気伝導性などの機能の発現中心となり半導体物性の重要な役割を担っている．しかし実験のみから点欠陥の特性を十分に調べることは困難な事が多く，近年では計算機性能の向上と相まって，第一原理計算と実験を相補的に組み合わせる事が盛hに行われてきた．特にここ数年ではHybrid 汎関数を用いることで，通常よく用いられる局所密度近似や一般化勾配近似等で見られるバンドギャップの過小評価が大きく改善され，欠陥の特性を定量的に予測することが可能となってきた．