強電場下・大規模分子システムのための第一原理計算手法の確立

Planned Research

Project Area	Establishment of single-molecule electron microscopy and its quantum applications
Project/Area Number	24H00818
Research Category	Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Transformative Research Areas, Section (II)
Research Institution	Kindai University
Principal Investigator	鬼頭宏任近畿大学, 理工学部, 准教授 (80722561)
Project Period (FY)	2024-04-01 – 2027-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000) Fiscal Year 2025: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000) Fiscal Year 2024: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords	電界電子放出 / 電子状態計算 / 分子動力学シミュレーション / 分子軌道計算 / 機械学習ポテンシャル
Outline of Research at the Start	フラーレン分子を蒸着した金属針に強電場を印加すると、針上に分子層が一層形成され、さらにその上に突起したフラーレン1分子から電子が放出される。観測される電界放出顕微鏡(FEM)像には、電子が通過するフラーレンの分子軌道の形状が反映される。本研究では、密度汎関数法を基にした強束縛近似法や機械学習ポテンシャル法を利用し、金属基板と吸着分子層を含めた大規模分子系の強電場下におけるシミュレーション実施することで、１分子電子源の詳細を理解する。シミュレーション結果を用いてFEMパターンを計算し、本領域で実施される実験結果と比較することで、観測している１分子電子源の構造・電子状態を明らかにする。