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量子力学計算で

 分子や固体材料の特性を計算した半導体のバンドギャップと実際のそれとの間にギャップがあった。そこで新しい計算法が開発され、計算速度と単純化を犠牲にすることなく、バンドギャップを計算する格段に改良された方法が提供された[1]。バンドギャップは材料の価電子帯と伝導電子帯の間のエネルギーの差を示し、これは伝導体、不導体、半導体の間の違いでその大きさが決まる。これまで研究者らは、密度汎関数理論のコーン-シャム法(KS-DFT)を使って電子バンド構造や励起エネルギー、別の基本的な特性を調査してきた。KS-DFTのあるバージョンは、電子密度の数学的な表現であるいわゆる局所関数を利用し、その単純さのお陰で、他の量子法と比較した時のコスト面での有利さから、一般的に使われていた。ただし局所関数プログラムは、バンドギャップについては失敗する傾向にあり、非局所関数法をもとにした方法で補正する必要があった。今回はHLE16と呼ばれる局所関数が開発され31の半導体に適用された。その結果、最もポピュラーな非局所関数法の値とかなりよい一致をしていた。なのでこれで行っちまいましょう。

[1] Chemical & Engineering News, 2017 January 16, p. 6.

DOI: 10.1021/acs.jpclett.6b02757

17.2.8

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