2007 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | New Materials Science Using Regulated Nano Spaces －Strategy in Ubiquitous Elements |
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| Project/Area Number |
19051016
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
有田 亮太郎 The Institute of Physical and Chemical Research, 古崎物性理論研究室, 専任研究員 (80332592)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三宅 隆 独立行政法人産業技術総合研究所, 計算科学部門, 研究員 (30332638)
青木 秀夫 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (50114351)
丸山 茂夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90209700)
常行 真司 東京大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (90197749)
草部 浩一 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 准教授 (10262164)
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| Keywords | ゼオライト / クラスレート / ハイドレート / 第一原理計算 / 特異フォノン / カーボンナノチューブ / 強相関効果 |
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| Research Abstract |
本研究課題では、第一原理計算による非経験的手法をべースとして、分子動力学法や強相関モデル計算を組み合わせた複合的理論手法により、ユビキタス元素によって構成される配列ナノ空間物質における、配列空間の多様性と内部空間の自由度を活用した新機能発現の可能性を理論的に調べている。
研究計画の柱として掲げている第一原理計算からの未知物質の探査としては、(1)メタンハイドレートの関連物質としてC_60でハイドレートが作れないかという問題(2)ゼオライトの骨格元素を入れ替えることによってゼオライトの空隙に電子をトラップさせ新しいエレクトライドが作れないかという問題(3)電子ではなく陽電子や負ミューオンを「貯蔵」させる骨格構造を作れないかといった問題などについて、第一原理電子状態計算からの検討を行っている。
もう一つの重要な柱である機能物質の設計については、特に特異フォノンがからむ物性に注目し、新奇熱電材料や新超伝導体を念頭においた計算を実行中である。
ユニットセルが大きい大規模系の解析には、系を少数自由度のフェルミオン模型にマップする作業が非常に有効であることから、第一原理計算からこのようなマッピングを正確に行う方法論の開発にも従事しゼオライト系などへの適用を目標にした計算を行っている。
分子動力学シミュレーションを用いた研究としては、特にカーボンナノチューブを対象に、触媒を用いた場合の成長過程のシミュレーションや、熱伝導のシミュレーションなどを集中的に行っている。
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