2015 Fiscal Year Research-status Report
Unravelling the chemical reactivity concept in exchange-split infinite graphene by combined first-principles methods
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15K21028
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
エスカニョ MC 福井大学, テニュアトラック推進本部, 助教 (80714005)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | スピン / 磁性 / グラフェン / ニッケルサブストレート / 酸素 / 反応性 / 密度汎関数理論 / モンテカルロ法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
グラフェンは、酸素を含む多くの反応物質に不活性である。しかしながら、大量に存在し、生産しやすく、高伝導性であることから、様々な方法で反応性を向上させる研究が行われてきた。従来法では、ドーピング等による幾何学的効果が反応性の向上に利用されてきた。本研究テーマが基本的及び学際的な研究である。炭素表面上の 新しい反応の概念を形成するため、本研究は、二つの研究分野「化学反応及び遍歴電子磁性」を組み合わせた。密度汎関数理論に基づく第一原理計算手法を援用して研究を行った。スピン偏極炭素上での 反応について調査した。炭素表面の酸素反応性における磁性の影響を解明した。これらの成果をまとめ，注目度の高い学術雑誌であるJournal of Physical Chemistry C及びInstitute of Physics, Londonの著書に出版し，European Conference on Surface Science や国内会議に発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成27年度の研究は、 計画通り進捗した。 第一原理計算手法を援用して，酸素反応においてスピン偏極炭素「ニッケル上のグラフェン (G/Ni)」がドープされたグラフェン及びグラフェンは異なった注目すべき変化を示した。酸素の相互作用のメカニズムを解明した。 論文や、国内外の学会にも積極的に発表し，多くの研究者と議論を重ねた。
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| Strategy for Future Research Activity |
第一原理計算手法とモンテカルロ法を組み合わせ、化学反応におけるスピン偏極グラフェンの界面特性と磁気相転移について調査する。実験・理論研究者と協力して理論的研究を進める．共同研究により， 新しい反応の概念、構造や機能性を発見できつつあり，引き続きインパクトの高い研究を勝ち得る。
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| Causes of Carryover |
平成28年度は、第一原理計算手法「constrained local moment CLM」とモンテカルロ法を組み合わせ、化学反応におけるスピン偏極グラフェンの界面特性と磁気相転移について調査する。酸素環境中「０ML、０．２５ML」における遷移金属基盤「Ni」上の炭素原子のキュリー温度を得る。得られた結果は、種々の実験的観察の補完や、新しい反応性のコントロールの提案に活用できると考える。このため、大規模計算が必要である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
コンピュータクラスターの性能向上のため、コンピュータノードを追加する。また、理論及び実験グループの会議を行う。
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