次世代電子デバイス用の比誘電率の高い新規誘電体を自動化した第一原理計算によってスクリーニングする
Novel high-κ dielectrics for next-generation electronic devices screened by automated ab initio calculations
2015年6月12日 NPG Asia Materials 7, e6 (2015) doi:10.1038/am.2015.57
比誘電率の高い誘電体: 有望な酸化物を計算で特定する
自動化した第一原理計算を用いて1800種の酸化物をスクリーニングすることによって、比誘電率（κ）が高くバンドギャップの大きな酸化物が見いだされた。比誘電率の高い誘電体は、CPU、DRAM、フラッシュメモリーなどのマイクロ電子デバイスの小型化に必要な材料である。理想的には、バンドギャップも大きい方が好ましいが、高い比誘電率と大きなバンドギャップを兼ね備えた誘電体はまだ見つかっていない。今回、韓国の研究者たちは、これまでに確認されたほぼすべての二元酸化物と三元酸化物について第一原理計算を行った。その結果、ほとんどの酸化物には比誘電率とバンドギャップの間におおむね逆の相関があるが、一部の酸化物はこの傾向に反することが見いだされた。彼らは、計算結果に基づいて、CPU、DRAM、フラッシュメモリーへの応用に有望な13種の酸化物のリストを作成した。
High-κ dielectrics: calculations identify promising oxides
Automated ab initio calculations have been used to screen 1,800 oxides to find those with both a high dielectric constant (κ) and bandgap. High-κ dielectrics are needed to miniaturize microelectronic devices such as CPU, DRAM and flash memory. Ideally, they should also have a large bandgap, but no dielectric has yet been found that simultaneously has both a high κ and a large bandgap. Now, researchers in South Korea have performed first-principles calculations on almost all binary and tertiary oxides identified to date. They found that while a roughly inverse relation exists between permittivity and bandgap for most oxides, several oxides buck this trend. Based on the calculation results, they compiled a list of 13 oxides that show promise for CPU, DRAM and flash memory applications.
