山内 淳 (ヤマウチ ジュン)

Yamauchi, Jun

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所属(所属キャンパス)

理工学部 物理学科 (矢上)

職名

准教授

経歴 【 表示 / 非表示

  • 1994年04月
    -
    2004年03月

    (株)東芝 研究開発センター

  • 2004年04月
    -
    継続中

    慶應義塾大学 理工学部 専任講師

学歴 【 表示 / 非表示

  • 1989年03月

    東京大学, 理学部, 物理学科

    大学, 卒業

学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(理), 東京大学, 課程, 1994年03月

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 物性Ⅰ (物性理論)

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • バンド計算

  • 第一原理計算

  • 計算物理学

 

著書 【 表示 / 非表示

  • 新訂版 表面科学の基礎と応用

    山内 淳, エヌ ティー エス, 2004年06月

    担当範囲: 549-557

論文 【 表示 / 非表示

  • Core-level shifts in x-ray photoelectron spectroscopy of arsenic defects in silicon crystal: A first-principles study

    Yamauchi J., Yoshimoto Y., Suwa Y.

    AIP Advances (AIP Advances)  10 ( 11 ) 115301-1 - 115301-8 2020年11月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り

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    © 2020 Author(s). We systematically investigated the arsenic (As) 3d core-level x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) binding energy and formation energy for As defects in silicon by first-principles calculation with a high accuracy of 0.1 eV by careful evaluation of the supercell size. For As, we adopt a pseudopotential with 3d states as the valence and the spherical hole approximation to ensure the convergence of self-consistent calculation for the XPS binding energy with large size systems. Some of the examined model defects have threefold coordinated As atoms. The XPS binding energies of these As atoms are distributed in the narrow region from -0.66 eV to -0.73 eV in neutral charge states. Such defects in negative charge states have a lower XPS binding energy by about 0.1 eV. From the XPS binding energy and electrical activity, negatively charged defects of a vacancy and two adjacent substitutional As atoms (As2V) are the most probable candidates for the experimentally observed peak at -0.8 eV called BEM from the reference substitutional As peak. Under the experimental condition, we find that As2V-,2- do not deeply trap electrons and are electrically inactive. We also demonstrate the surface effect that surface states near the bandgap decrease the XPS binding energy, which may generate defects with low binding energies similarly to the experimental peak at -1.2 eV called BEL.

  • First-principles calculation of X-ray photoelectron spectroscopy binding energy shift for nitrogen and phosphorus defects in 3C-silicon carbide

    Matsushima N., Yamauchi J.

    Japanese Journal of Applied Physics (The Japan Society of Applied Physics)  58 ( 6 ) 061005-1 - 061005-10 2019年05月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り,  ISSN  00214922

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    © 2019 The Japan Society of Applied Physics. We systematically investigated the formation energies and the core-level X-ray photoelectron spectroscopy binding energy (XPSBE) shifts of nitrogen (N) 1s and phosphorus (P) 2p for defects including N and P in 3C-SiC by a first-principles calculation using the generalized gradient approximation, whose reliability for n-type defects was confirmed by some tests using the HSE06 hybrid functional. XPSBEs were separated into the local potential average around the impurity and the relaxation energy of the wave function to analyze the relationship between the XPSBE shift and the defect structures. It is difficult to understand the relaxation energy intuitively. The electrons localized around the impurity atom, which have energy levels in energy gaps, make a large contribution to the relaxation energies. Considering the formation energies, we predicted some XPS peaks expected to be found.

  • First-principles X-ray photoelectron spectroscopy binding energy shift calculation for boron and aluminum defects in 3C-silicon carbide

    Matsushima N., Yamauchi J.

    Japanese Journal of Applied Physics (The Japan Society of Applied Physics)  58 ( 3 ) 031001-1 - 031001-10 2019年03月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り,  ISSN  00214922

     概要を見る

    © 2019 The Japan Society of Applied Physics. We systematically investigated the core-level X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) binding energy shifts of B 1s and Al 2p and formation energies for defects including boron and aluminum in 3C-silicon carbide (SiC) by first-principles calculation. We analyzed the relation between the XPS binding energy shift and defect states and found that the defects with localized electrons in the band gap or energy gap in the valence band have larger XPS relaxation energies (XPSREs) than those without localized electrons. In contrast, spread electrons and electrons localized away from the core hole hardly affect the XPSREs. Further, we analyzed the dependence on crystal matrices, that is, elemental and compound semiconductors, on XPS spectra by comparing the XPS spectra of Si and 3C-SiC. Although the variation of the local potential in 3C-SiC is larger than that in Si, the variations of their relaxation energies are comparable.

  • X-ray photoelectron spectroscopy analysis of boron defects in silicon crystal: A first-principles study

    YAMAUCHI JUN, Yoshimoto Yoshihide, and Suwa Yuji

    Journal of Applied Physics (AIP Publishing)  119 ( 17 ) 175704-1 - 175704-9 2016年05月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り

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    We carried out a comprehensive study on the B 1s core-level X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) binding energies and formation energies for boron defects in crystalline silicon by first-principles calculation with careful evaluation of the local potential boundary condition for the model system using the supercell corresponding to 1000 Si atoms. It is reconfirmed that the cubo-octahedral B12 cluster in silicon crystal is unstable and exists at the saddle point decaying to the icosahedral and S4 B12 clusters. The electrically active clusters without any postannealing of ion-implanted Si are identified as icosahedral B12 clusters. The experimentally proposed threefold coordinated B is also identified as a h001iB-Si defect. For an as-doped sample prepared by plasma doping, the calculated XPS spectra for complexes consisting of vacancies and substitutional B
    atoms are consistent with the experimental spectra. It is proposed that, assuming that the XPS peak at 187.1 eV is due to substitutional B (Bs), the experimental XPS peaks at 187.9 and 186.7 eV correspond to interstitial B at the H-site and h001iB-Si defects, respectively. In the annealed
    samples, the complex of Bs and interstitial Si near the T-site is proposed as a candidate for the experimental XPS peak at 188.3 eV.

  • First Principles XPS Calculation for the B defects in SiC

    Naoki Matsushima and Jun Yamauchi

    JPS Conference Proceedings(APPC12) (The Physical Society of Japan)  1   012027-1/4 2014年03月

    研究論文(研究会,シンポジウム資料等), 共著, 査読有り

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KOARA(リポジトリ)収録論文等 【 表示 / 非表示

研究発表 【 表示 / 非表示

  • Si結晶中As欠陥における内殻XPSシフトの第一原理的研究

    山内 淳, 吉本芳英

    日本物理学会 第76回年次大会 (オンライン開催) , 2021年03月, 口頭(一般), 一般社団法人日本物理学会

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    Si結晶中のAs欠陥について第一原理計算を行った。スーパーセルの境界条件評価を注意深く行い、As 3d内殻準位のXPSシフトについて、1000原子モデルセルで0.1eVの精度が実現できることを確認した。その結果を用いて東工大筒井グループのSPring8での測定実験結果を解析し、イオン化したAs2Vクラスターが観測されている一つのピークの原因であるとの結果を得た。

  • 超薄膜ゲルマニウムのバンド構造

    前田辰郎、張文馨、入沢寿史、石井裕之、服部浩之、内田紀行、山内 淳

    第65回応用物理学会春季学術講演会 (早稲田大学 西早稲田キャンパス 東京) , 2018年03月, シンポジウム・ワークショップ パネル(公募), 応用物理学会

  • First-principles XPS photoelectron spectroscopy analysis of arsenic and phosphorus defects in silicon crylstal

    YAMAUCHI JUN

    International Conference on Defects in Semiconductors (Matsue, Japan) , 2017年07月, ポスター(一般), ICDS committee

  • Relaxation effect of the core-level X-ray photoelectron spectroscopy for the dopant defects in 3C-silicon carbide: a first-principles study

    Naoki Matsushima and (/)-RYAMAUCHI JUN

    International Conference on the Physics of Semiconductors (Beijing (China)) , 2016年08月, 口頭(一般), ICPS commitee

  • 半導体格子欠陥不純物の内殻準位X線光電子分光における緩和効果の第一原理的研究

    松島直輝山内 淳

    日本物理学会 第70回年次大会 (早稲田大学早稲田キャンパス) , 2015年03月, 口頭(一般), 日本物理学会

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競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 新学術領域「コンピューティクスによる物質デザイン:複合相関と非平衡ダイナミクス」--第一原理分子動力学法による構造サンプリングと非平衡ダイナミクス--

    2010年04月
    -
    2015年03月

    文部科学省, 科学研究費補助金(文部科学省・日本学術振興会), 常行真司, 補助金,  分担

  • イノベーション基盤シミュレーションソフトウエアの研究開発「量子機能解析ソルバー・ナノデバイスシミュレータの研究開発」

    2008年10月
    -
    2011年03月

    文部科学省次世代IT基盤構築のための研究開発, 文部科学省次世代IT基盤構築のための研究開発, 補助金, 

  • シリコンナノエレクトロニクスの新展開 --ポストスケーリング ナノテクノロジー--

    2006年08月
    -
    2010年03月

    科学研究費補助金(文部科学省・日本学術振興会), 補助金, 

  • 次世代量子シミュレータ・量子デザイン手法の開発

    2005年08月
    -
    2008年03月

    科学研究費補助金(文部科学省・日本学術振興会), 補助金, 

  • バンド計算技術指導

    2005年04月
    -
    2006年03月

    キヤノン株, 指定寄付, 補助金, 

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担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 物性物理学第2

    2021年度

  • 物理学セミナー第2

    2021年度

  • 物理学B

    2021年度

  • 物理学A

    2021年度

  • 論文講読発表

    2021年度

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担当経験のある授業科目 【 表示 / 非表示

  • 計算物理学実習

    慶應義塾, 2014年度, 秋学期, 専門科目, 演習, 専任

  • 計算物理学特論

    慶應義塾, 2014年度, 秋学期, その他, 講義, 専任

  • 物性物理学第二

    慶應義塾, 2014年度, 春学期, 専門科目, 講義, 専任

  • 物理学B

    慶應義塾, 2014年度, 春学期, 教養科目, 講義, 専任

  • 物理学A

    慶應義塾, 2014年度, 春学期, 教養科目, 演習, 専任

 

所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 応用物理学会

     
  • 日本物理学会

     

委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2010年05月
    -
    2011年04月

    領域運営委員(領域10), 日本物理学会

  • 2006年11月
    -
    2007年10月

    領域9世話人, 日本物理学会

  • 2002年11月
    -
    2004年10月

    新著紹介小委員会, 日本物理学会

  • 1999年05月
    -
    2000年04月

    領域4世話人, 日本物理学会