歪みグラフェンを用いたディラック電子エンジニアリング素子のシミュレーション

摘要

シリコンMOSFETの微細化に伴う発熱等の問題を克服するために，新材料，新構造，新制御機構が様々に提案されている．本論文では，歪み印加グラフェンを利用した低消費電力型素子の可能性に注目したシミュレーション研究について述べる．グラフェンのフェルミエネルギー付近の電子はバンドギャップを持たない質量ゼロのディラック電子としての振る舞うが，局所的な歪みを印加する事で，このディラック電子の円錐状バンドが波数空間で変位する．その効果（擬似磁場効果）を利用する事で，バンドギャップが存在しないにも係らず，バンド間トンネルFETに類似した急峻なスイッチング（60mV／decadeを下回るS値）が可能になる．このようなディラック電子エンジニアリングを用いたグラフェン素子のシミュレーション手法及び結果について，原子論的シミュレーション，有効方程式モデル両方の観点から述べる．