2017 Fiscal Year Annual Research Report
Non-equilibrium quantum transport theory for current and noise of single molecules and organized molecular networks
| Project Area | Molecular Architectonics: Orchestration of Single Molecules for Novel Function |
|---|
| Project/Area Number |
25110009
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
浅井 美博 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 機能材料コンピュテーショナルデザイン研究センター, 研究センター長 (20192461)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Buerkle Marius 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 機能材料コンピュテーショナルデザイン研究センター, 主任研究員 (00756661)
中村 恒夫 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 機能材料コンピュテーショナルデザイン研究センター, 主任研究員 (30345095)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
|
| Keywords | 非平衡伝導理論 / 第一原理計算 / 非線形電気伝導 / 電流ノイズ / 単分子のネットワーク化 / ナノスケールでの熱輸送 / 不揮発性メモリ / ナノエレクトロニクス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
当初予定した３つのテーマの内（１）フリッカーノイズ機構の理論解明に関して分子・材料設計指針の構築に必要な基礎式の導出を行なった。一方（２）ネットワーク回路の非平衡・非線形伝導理論については分子とナノ粒子のコンポジットの形態でのネットワーク形成を想定しグリーン関数法を用いた基礎式を導出すると同時にその近似精度の検証のための非摂動数値計算用のプログラム作成を実施した。（３）グラフェン電極を用いた長鎖オリゴマーの電気特性に関する第一原理計算解析については国内外の実験結果やその問題点を吟味分析し既に実施した計算結果を再検討した。それを踏まえて最終的な結論の論文発表に向けて補足計算を実施した。
これらの３テーマ以外に、超格子相変化メモリ材料のスウィッチ機構解明に関しては、スウィッチ・オフ状態が３次元トポロジカル絶縁体となりうることを通して、トポロジカル絶縁体の物理が機構に強く関与する可能性がある一方で、電極とチャネル材料の電気的なカップリングによりガンマ点がオン・オフ電流に用いられていないため、トポロジカル絶縁体のスウィッチ機構への関与が失せてしまっている事を最終補足計算により見出し、これらの発見内容も含めた論文発表を行った。（Nanoscale誌上で発表）一方、既に発表したDNA中の塩基配列制御による伝導機構設計に関する研究成果（Nature Commun. 2016）や電気伝導度に対する接点効果に関する研究成果（J. Am. Chem. Soc. 2017）によりネットワーク回路の電気特性に関する単分子からのボトムアップ的な理解の手がかりを得ていたが、周りの環境からの電位効果（ゲート電圧効果）について実験と理論の共同研究により明らかにした。論文投稿準備中である。
|
| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
