2007 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ粒子-RNA複合体ナノワイヤの電子輸送機構の理論的解明
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19651065
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Exploratory Research
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
西口 規彦 Hokkaido University, 大学院・工学研究科, 准教授 (40175518)
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| Keywords | 金属ナノ粒子 / ナノワイヤー / 単電子トンネル / 温度依存性 / NEMS |
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| Research Abstract |
金のナノ粒子2個からなるナノワイヤーの電流電圧特性とワイヤーを囲む熱浴の温度との関係を、数値シミュレーションにより明らかにしている。平成19年度(初年度)では、単電子トンネリングによる電子輸送現象を、ナノ粒子上の電子数を表す確率とそれが従うマスター方程式により表し、一方ナノ粒子の運動を古典動力学により表した。熱浴をNose-Hoover力学を用いて表した。その結果、以下の事柄が明らかとなった。
1. 電子のトンネリングにより、荷電したナノ粒子はバイアス電場中でクーロン力を受け、振動する。
2. 振動は2つのモードを示し、電流値はそれぞれのモードに対応した値を示す。
3. バイアスの増加とともに振動のエネルギーが大きくなり、熱浴の温度を上回るようになる。このとき、熱浴に運動エネルギーが奪われ、振動状態の遷移と電流の著しい低下を示す。これは英国の共同研究者の実験と一致している。
4. 振動の遷移が生じる温度が実験より2倍程度大きい。
このように、実験事実を定性的に説明する機構を発見したが、定量的にまだ一致を見ていない。トンネル伝導を記述するために用いたマスター方程式による方法を用いたが、この場合電子の不連続性が失われ、上述したような振動の遷移が生じにくいことが予想される。次年度は、電子の不連続性を考慮し、モンテカルロ法を用いたシミュレーションによりワイヤーの電気伝導特性を調べる。
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[Presentation] Rectifying acoustic phonons2007
Author(s)
S. Shirota, R. Krishnan, Y, Tanaka and N. Nishiguchi
Organizer
PHONONS 2007
Place of Presentation
Paris, France(Conservatoire National des Arts et Metiers)
Year and Date
2007-07-18
