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2021 Fiscal Year Research-status Report

電界下でのナノスケール炭素物質のダイナミクス解明

Research Project

Project/Area Number 20K22323
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

高 燕林  筑波大学, 数理物質系, 助教 (50847051)

Project Period (FY) 2020-09-11 – 2023-03-31
Keywordsナノ炭素物質 / 電界効果 / ダイナミクス
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、高効率な電界電子放出源の候補であるグラフェンやカーボンナノチューブ(CNT)等のナノ炭素物質に注目し、量子論に立脚した計算物質科学の手法を用いて、電界放出時に発生する、種々の ナノ炭素物質や それらと異種物質からなる複合系の構造ダイナミクス理論解明行う。昨年度の計算データーのまとめを完成し、結果の解析を行い、ナノ炭素物質の端や表面における電界下での各種反応の素過程の解明と、構造変化に伴う物性変調の解明を行い、電界による構造と物性の制御方法を提示する。結果を論文にする準備ができた。
さらに共同研究として以下のテーマにも参加した。新奇炭素ネットワークの物質設計と物性解明を行った。sp2炭素とsp3炭素、あるいは五員環と六員環からなる二次元新奇炭素ネットワークの物質設計を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

産前産後休業並びに育児休業を取得したため、今年度実施予定のテーマがまだ終了していないため。

Strategy for Future Research Activity

昨年度の計算データーのまとめを完成し、結果の解析を行い、ナノ炭素物質の端や表面における電界下での各種反応の素過程の解明と、構造変化に伴う物性変調の解明を行い、電界による構造と物性の制御方法を提示する。得られた知見を統合し、定常電界下での反応の基礎学理を構築する、論文を書き、安定で高い効率を有する電子放出源の端や表面形状、そこに吸着させるべき官能基種ならびに官能基形状を理論的に予測し、ナノ炭素物質を用いた電界電子放出デバイスの理論設計を行う。

Causes of Carryover

産前産後休業と育児休業により八か月の研究休止期間があり、かつ復職後においてもまとまった研究時間の確保ができず、予算の執行ができなかったため、次年度使用額が生じた。

  • Research Products

    (10 results)

All 2022 2021

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Electronic properties of diamond nanowires under an external electric field2022

    • Author(s)
      Gao Yanlin、Okada Susumu
    • Journal Title

      Diamond and Related Materials

      Volume: 125 Pages: 109029~109029

    • DOI

      10.1016/j.diamond.2022.109029

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Geometric and Electronic Structures of Spiro-graphene Comprising Fused Pentagons and Octagons2022

    • Author(s)
      Okada Susumu、Cuong Nguyen Thanh、Gao Yanlin、Maruyama Mina
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 91 Pages: 404~409

    • DOI

      10.7566/JPSJ.91.024602

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A two-dimensional magnetic carbon allotrope of hexagonally arranged fused pentagons2022

    • Author(s)
      Maruyama Mina、Gao Yanlin、Thanh Cuong Nguyen、Okada Susumu
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 15 Pages: 035001~035001

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ac55e8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnon‐Coupled Intralayer Moir? Trion in Monolayer Semiconductor?Antiferromagnet Heterostructures2022

    • Author(s)
      Zhang Yan、Kim Heejun、Zhang Wenjin、Watanabe Kenji、Taniguchi Takashi、Gao Yanlin、Maruyama Mina、Okada Susumu、Shinokita Keisuke、Matsuda Kazunari
    • Journal Title

      Advanced Materials

      Volume: 34 Pages: 2200301~2200301

    • DOI

      10.1002/adma.202200301

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamics of a charged Ne atom near graphene edges under a positive static electric field2021

    • Author(s)
      Gao Yanlin、Okada Susumu
    • Journal Title

      FlatChem

      Volume: 28 Pages: 100265~100265

    • DOI

      10.1016/j.flatc.2021.100265

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spiro-graphene: A two-dimensional metallic carbon allotrope of fused pentagons2021

    • Author(s)
      Okada Susumu、Cuong Nguyen Thanh、Gao Yanlin、Maruyama Mina
    • Journal Title

      Carbon

      Volume: 185 Pages: 404~409

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2021.09.033

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Geometric structure and piezoelectric polarization of MoS2 nanoribbons under uniaxial strain2021

    • Author(s)
      Maruyama Mina、Gao Yanlin、Yamanaka Ayaka、Okada Susumu
    • Journal Title

      FlatChem

      Volume: 29 Pages: 100289~100289

    • DOI

      10.1016/j.flatc.2021.100289

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Field-induced dynamics of Ne atom around graphene edges2021

    • Author(s)
      Yanlin Gao, Susumu Okada
    • Organizer
      The 60th Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
  • [Presentation] Dynamics of a neon atom around the graphene edge under a positive electric field2021

    • Author(s)
      Yanlin Gao, Susumu Okada
    • Organizer
      The Physical society of Japan 2021 Annual (76th) Meeting
  • [Presentation] Geometric and electronic structures of diamond nanowires2021

    • Author(s)
      Yanlin Gao, Susumu Okada
    • Organizer
      The 68th JSAP Spring Meeting 2021

URL: 

Published: 2022-12-28  

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