ナノ接合での非弾性電流、局所加熱、熱散逸の第一原理シミュレーション
Publicly Offered Research
| Project Area | Materials Design through Computics: Complex Correlation and Non-equilibrium Dynamics |
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| Project/Area Number |
23104514
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
中村 恒夫 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 主任研究員 (30345095)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2012)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 計算物理 / ナノコンタクト / 非平衡伝導理論 / 分子エレクトロニクス / ナノエレクトロニクス |
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| Research Abstract |
弾性電流、非弾性電流を含む第一原理伝導計算理論の開発とプログラム実装を行った。
電子―フォノン散乱による振動励起だけでなく、電圧印加により生じる非平衡電流がイオンに作用する（断熱近似による平均力場）「電流誘起力」の計算も行った。これらの理論を実装したプログラムを用いて、以下のシミュレーションを行った。
(1)金属錯体分子積層膜の長距離コヒーレント伝導の解明。有機分子では、伝導度は長さ（膜厚）に対しコンダクタンス指数関数的に減少するが、金属中心を分子内に含んだ「有機錯体分子」でワイヤーあるいは積層膜をつくると、伝導度が長さに対しあまり変化しない。通常これは電子がひとつひとつの分子をホッピングする電子移動と考えられてきたが、第一原理電気伝導計算結果をもとに解析的モデルを構築し、長距離で電子の量子性をたもった伝導が、錯体内での金属中心の酸化還元作用により可能である事を示した。また、錯体系では、伝導度の長さ依存性は指数関数的減少になるとは限らず、電子―フォノン相互作用によるdephasing効果が「見かけ上の」指数関数的減少を引きおこしている可能性を示した。
(2) ゲート電圧により電気化学的にコントロールすることで炭素―金電極を直接接合した、分子コンタクト系での、接合強度と伝導度の相関を理論計算し、最新の計測実験と比較した。通常考えられてきたものとは異なり、接合強度は伝導度の相関は分子の内的性質と伝導軌道経路に依存し、かならずしも正の相関があるとは限らないことが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(15 results)
