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2009 Fiscal Year Annual Research Report

ナノコンタクトの量子輸送シミュレーション

Research Project

Project/Area Number 19681010
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

小林 伸彦  University of Tsukuba, 大学院・数理物質科学研究科, 准教授 (10311341)

Keywordsナノコンタクト / 量子輸送 / 第一原理計算
Research Abstract

ナノスケール系の量子輸送特性は、コンダクタンスの量子化など量子効果が顕著に現れ学術的に興味深いとともに、ナノスケールトランジスタやナノ配線材料への応用研究のために重要な研究課題である。そこで、独自に開発してきた密度汎関数理論に基づく第一原理電気伝導計算手法を主に用いてナノコンタクトの量子輸送特性を解析してきた。第一原理リカージョン伝達行列法、積分方程式を用いた第一原理電気伝導計算法、非平衡グリーン関数法等の計算理論の整備を進めた。それらを用いて、半導体ナノコンタクトにおける伝導チャネルの数、チャネル透過率、原子軌道とチャネルの関係、原子細線のバンド構造との関係、共鳴トンネル描像と一次元バンド描像、ポテンシャルドロップ、バイアス電圧依存性、それらの細線長依存性や金属電極とのコンタクトの効果を明らかにした。また、ナノカーボン系における金属電極のコンタクトによる電子状態変化、電気伝導度の影響、多端子電極コンタクトによる電子状態変化と伝導特性変化について明らかにしつつある。さらに、時間依存拡散伝導法の開発により、弾道領域から拡散領域までの統一伝導計算を可能とし、フォノン散乱効果、不純物散乱効果を取り入れ、伝導度、平均自由行程、移動度、位相緩和長、およびそれらの温度依存性を解析可能とした。そこで、弾道領域から拡散領域までの移り変わりや、不純物散乱とフォノン散乱の競合、およびその温度依存性の解析を行った。

  • Research Products

    (15 results)

All 2010 2009

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] Inelastic Transport in Vibrating Carbon Nanotubes : Scattering Times and Temperature-Dependent Decoherence Effects2010

    • Author(s)
      H.Ishii, S.Roche, N.Kobayashi, K.Hirose
    • Journal Title

      Phys.Rev.Lett. 104

      Pages: 116801(1-4)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Charge Transport in Carbon Nanotubes Based Materials : A Computational Approach2009

    • Author(s)
      H.Ishii, F.Triozon, N.Kobayashi, K.Hirose, S.Roche
    • Journal Title

      C.R.Physique 10

      Pages: 283-296

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 大規模量子伝導シミュレーションのナノカーボン系への応用2010

    • Author(s)
      石井宏幸、小林伸彦、広瀬賢二
    • Organizer
      日本物理学会 第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2010-03-23
  • [Presentation] 電極表面上のカーボンナノチューブのSTM像2010

    • Author(s)
      竹本整司、小林伸彦
    • Organizer
      日本物理学会 第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2010-03-23
  • [Presentation] グラフェンナノリボンにおける多端子電気伝導2010

    • Author(s)
      高木博和、小林伸彦
    • Organizer
      日本物理学会 第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2010-03-21
  • [Presentation] Order-N electron transport calculation from ballistic to diffusive regimes by time-dependent wave-packet diffusion method -Application to carbon nanotubes-2010

    • Author(s)
      石井宏幸, 小林伸彦, 広瀬賢二
    • Organizer
      2010 American Physical Society March Meeting
    • Place of Presentation
      Portland, Oregon, USA
    • Year and Date
      2010-03-17
  • [Presentation] Theoretical Study of STM Images of Carbon Nanotubes on the Metallic Substrate2009

    • Author(s)
      竹本整司, 小林伸彦
    • Organizer
      17th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
    • Place of Presentation
      Atagawa
    • Year and Date
      2009-12-11
  • [Presentation] The Edge Current on Zigzag Graphene Nanoribbons2009

    • Author(s)
      高木博和, 小林伸彦
    • Organizer
      17th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
    • Place of Presentation
      Atagawa
    • Year and Date
      2009-12-11
  • [Presentation] Quantum Transport Calculations of Carbon Nanotube based Materials2009

    • Author(s)
      広瀬賢二, 石井宏幸, 小林伸彦
    • Organizer
      2009 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • Place of Presentation
      Sendai
    • Year and Date
      2009-10-09
  • [Presentation] Theoretical study of STM images of carbon nanotubes on the metallic substrate2009

    • Author(s)
      竹本整司, 小林伸彦
    • Organizer
      11th International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure
    • Place of Presentation
      Nara
    • Year and Date
      2009-10-08
  • [Presentation] Quantum Transport Properties of Graphene Nanoribbons with zigzag edges2009

    • Author(s)
      高木博和, 小林伸彦
    • Organizer
      11th International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure
    • Place of Presentation
      Nara
    • Year and Date
      2009-10-08
  • [Presentation] 電極接続ナノカーボン系の電子状態と電気伝導計算2009

    • Author(s)
      広瀬賢二、小林伸彦
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2009-09-27
  • [Presentation] ナノカーボン系の量子伝導における不純物とフォノン散乱効果2009

    • Author(s)
      石井宏幸、Stephan Roche、小林伸彦、広瀬賢二
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] 電極表面上のカーボンナノチューブの電子状態2009

    • Author(s)
      竹本整司、小林伸彦
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] 第一原理伝導計算による金属電極に挟まれたSi原子鎖の電子輸送特性解析2009

    • Author(s)
      日下裕幸、小林伸彦
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2009-09-26

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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