2019 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
17K14145
|
|---|
| Research Institution | University of Fukui |
|---|
Principal Investigator |
LEI XIAOWEN 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (50726148)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 低次元ナノ炭素構造体 / 転位 / 回位 / 自発曲率 / 曲面設計論 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
三次元構造体で線欠陥として定義される転位や回位（転傾）では、欠陥の芯となる特異線の周囲に特異応力場が形成される。一方、二次元構造体に欠陥を導入すると、欠陥の周囲の応力場は曲率を変化させる駆動力として作用し、応力場の緩和と形状変化が生じる。このメカニズムを積極的に利用すれば低次元材料の形態制御が可能になると考えられる。本研究では、グラフェンシートやカーボンナノチューブなどの可展面に六員環の周期的配列が写像された低次元ナノ炭素構造体の完全結晶に、欠陥を導入することによって形成される面外変形メカニズムを自発曲率の変化として理解し、欠陥の生成・消滅および移動による面外変形の制御と、ナノ構造体の形態制御の設計原理の獲得を目的とする。
低次元ナノ炭素構造体に欠陥の生成・消滅、移動によって、所定の欠陥配置を構成する可能性を調べ、ナノ機能曲面設計論の礎となる理論を構築した。すべりや上昇といった結晶学的な欠陥の移動がナノ炭素構造でも観察されているので、その欠陥の移動に伴う曲面構造の変化を原子シミュレーションによって解析した。さらに、欠陥の移動に必要な活性化エネルギーをNEB法を用いて評価した。生成・消滅・移動により動的に構成される欠陥配置を平成29年度の静的な結果と比較し、自発曲率に基づくナノ機能曲面設計論の礎となる理論を構築した。
|
