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2008 Fiscal Year Annual Research Report

ナノチューブ複合構造体の物性解明と物質設計

Planned Research

Project AreaCarbon nanotube nanoelectronics
Project/Area Number 19054002
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

岡田 晋  University of Tsukuba, 大学院・数理物質科学研究科, 准教授 (70302388)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 押山 淳  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (80143361)
大谷 実  産業技術総合研究所, 計算科学研究部門, 研究員 (50334040)
Keywordsナノチューブ / 欠陥 / 内包物質 / ナノグラファイト / 磁性
Research Abstract

量子論に基づく全エネルギー計算の手法を用いて、ナノチューブ、フラーレンをはじめとする炭素ナノ構造物質群の物質設計と物性解明、ならびに実験的に合成がなされた新規な炭素ナノ構造物質の構造予測・物性解明を行った。今年度は、太いチューブに対するフラーレン内包の及ぼす影響、がチューブの変形を誘起する事をあきらかにした。また、チューブ内空隙において、フラーレンの重合過程は通常の条件下では起こり得ない事を示した。また、βカロテン、種々の分子を内包したナノチューブにおいて、その振動スペクトルの変調の起源を理論計算からあきらかにした。特に、βカロテン内包ナノチューブでは、ナノチューブの電子構造の違い、すなわち金属、半導体のちがいから、βカロテンとナノチューブの間の電荷移動の有無が生じ、それによって内包物質であるβカロテンの電子構造が大きく変調される事をあきらかにした。さらに、絶縁体基板上に吸着された半導体ナノチューブのエネルギー論と電子状態の解明を行った。その結果、絶縁体上ではチューブの吸着位置がそのエネルギー安定性を大きく左右する事をしめした。すなわち、絶縁体基板上において報告されている、ナノチューブ配向成長の起源をあきらかにした。また、絶縁体注に形成された、非結合性ボンドは、ナノチューブの発光を妨げる、非発光の結合中心として振る舞う事があきらかになった。これらの結果は、本特定において目的としている、ナノチューブのエレクトロニクス応用において、非常に重要なものである。

  • Research Products

    (8 results)

All 2009 2008 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Energetics of Carbon Peapods ; Radial deformation of nanotubes and aggregation of encapsulated C602008

    • Author(s)
      Susumu Okada
    • Journal Title

      Physical Review B 77

      Pages: 235419

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Diameter-Dependent Band Gap Modification of Single-Walled Carbon Nanotubes by Encapsulated Fullerenes2008

    • Author(s)
      Shingo Okubo, Toshiya Okazaki, Naoki Kishi, Takeshi Nakanishi , Susumu Okada and Sumio Iijima
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry C 113

      Pages: 571-575

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electronic Structure of Carbon Nanotubes in Field-Effect Transistor : AFirst-Principle Study2008

    • Author(s)
      Kazuyuki Uchida and Susumu Okada
    • Journal Title

      Physical Review B 79

      Pages: 085402

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Energetics of Nanographite Ribbons2009

    • Author(s)
      Susumu Okada
    • Organizer
      Okazaki Conference 2009 : From Aromatic Molecules to Graphene : Chemistry, Physics and Device Applications
    • Place of Presentation
      Okazaki, 分子科学研究所
    • Year and Date
      2009-02-23
  • [Presentation] Mechanical-Tearing Simulations of Graphene for the Validation of Favorable Atomic Edge Structures2008

    • Author(s)
      Takazumi Kawai, Susumu Okad a, and Yoshiyuki Miyamoto
    • Organizer
      9th International Conference on the Science and Application of Nanotubes (NT08)
    • Place of Presentation
      Montpellier, France
    • Year and Date
      2008-06-29
  • [Presentation] Electric-field induced semiconductor-metal transition of bilayer graphene2008

    • Author(s)
      Minoru Otani and Susumu Okada
    • Organizer
      9th International Conference on the Science and Application of Nanotubes (NT08)
    • Place of Presentation
      Montpellier, France
    • Year and Date
      2008-06-29
  • [Presentation] Optical properties of metallic and semiconducting single-wall carbon nanotubes with encapsulated molecules2008

    • Author(s)
      K Yanagi, Y. Miyata, Z. Liu, K. Suenaga, S. Okada, and H. Kataura
    • Organizer
      9th International Conference on the Science and Application of Nanotubes (NT08)
    • Place of Presentation
      Montpellier, France
    • Year and Date
      2008-06-29
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.px.tsukuba.ac.jp/home/tcm/okada/publication.html

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Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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