2016 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, 准教授 (80714005)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | グラフェン / ニッケルサブストレト / 磁性 / 反応性 / スピン / 酸素 / 密度汎関数理論 / モンテカルロシミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
グラフェンは、貴金属ではないので、多くのデバイスでのその使用に関する研究が重要である。特性の一つは、酸素を含む多くの反応物質に不活性である。例えば、Tunnelling Magnetoresistance 「TMR」デバイスの一種である Graphene Passivated Ferromagnetic Electrodes「GPFE」デバイスでは、強磁性体金属であるNiにグラフェンの膜を一層張ることによって、Niの酸化を防ぐことになっている。Niの酸化を防ぐことはPassivationという。本研究は、密度関数理論及びモンテカルロシミュレーションによって、グラフェンの膜のパッシベーションと磁気の研究を行った。昨年の結果はNi上のグラフェン「G/Ni」がフリースタンディンググラフェンより酸素吸着においてより優れた活性であることを示した。しかしながら、G/Niの界面における高い拡散障壁の酸素が得られた。したがって、NiのPassivationのメカニズムを解明した。Ni上のグラフェンの磁気配置も得られた。これらの成果をまとめ，注目されているの学術雑誌であるCatalysis Science & Technology、Journal of Physics Condensed Matter及び著書Royal Society of Chemistry, UKで出版した。さらに、２つの論文は英国学術誌のハイライト論文に選ばれた。このうちの一つ論文は英国学術誌Catalysis Science & Technology のハイライト論文に選ばれ表紙を飾った。
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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28年度の研究は、 計画通り進捗していた。 第一原理計算手法「密度関数理論及びモンテカルロシミュレーション」を援用して，ニッケル上のグラフェン 「G/Ni」のPassivationと磁気特性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。２つの論文は英国学術誌のハイライト論文に選ばれた。
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| Strategy for Future Research Activity |
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年度に出版した研究結果がハイライト論文に選ばれたため、平成29年度の研究結果より高インパクトファクター雑誌「Nature Publishing」等で出版する計画とし、共著者と学外打ち合わせを行うことを考え、平成28年度の支出を抑えたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
大規模計算のため、コンピュータノードを追加する。共著者と学外打ち合わせを行う。また、出版後、European Conference on Surface Science (ECOSS)学会で成果発表を行う予定である。
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