電子デバイスの開発と教育における計算機シミュレーションの利用

摘要

ナノスケール世代における電子デバイスの開発では、量子効果を取り込み、バンド構造などを詳細に考慮した計算機シミュレーションの利用が不可欠である。講演では、著者らのグループにおける実験と計算機シミュレーションの併用によるデバイス開発を紹介するが、本原稿では、一軸歪みによる移動度工場メカニズムの解明に限定して紹介する。CPU (Central Processing Unit)をはじめとする高集積回路（Large Scale Integrated Circuits: LSI)の高性能化は、LSIを構成する電界効果型トランジスタ（Field-Effect Transistors: FETs)を微細化することで実現されてきた。FETの微細化は、単位面積あたりに集積化できるトランジスタ数を増し、結果としてLSIで処理可能な情報量を増すことでLSIの高機能化に貢献する。一方で、FETの微細化はON電流（トランジスタがON状態の時に流せる電流）の増大によるLSIの高速化という効果も生み、このことがLSIの付加価値を著しく増大させている。そのため、FETの微細化は単にFETのサイズを小さくすれば良いというのではなく、サイズを小さくしつつ、ON電流をサイズ縮小に伴って確寒に大きくしていかなくてはならない。