2015 Fiscal Year Annual Research Report
カーボンナノチューブの光励起キャリア―がもたらす物性
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25286005
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
齋藤 理一郎 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00178518)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | カーボンナノチューブ / ラマン分光 / 電子ラマン / コヒーレントフォノン / エッジ状態 / 円偏光二色性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度は下記の研究計画を実行した。
(1) 金属カーボンナノチューブの電子ラマン分光において、新たな実験結果が報告され共同研究として、我々の電子ラマンのスペクトルするプログラムを用いて、新たに計算を行い、共著論文として投稿した。
(2) 半導体ナノチューブの熱電変換効率を(n,m)の関数として計算を行い、Phys. Rev. Bに発表した。
(3) 半導体ナノチューブのメカニカルな塑性について数値シミュレーションを行った。この結果、引っ張りに対するナノチューブの弾性定数の変化などを定量的に求めることができるようになった。この成果を論文で発表した。
(4) 半導体ナノチューブの端に存在する状態は、ナノチューブのトポロジカルな性質と密接に関係することを、解析的な式で示し数値的に実証した。この結果を論文に投稿した。
(5) 単一ナノチューブの円偏光二色性に対する新しい理論を提案した。また単一ナノチューブで単一モードのフォノンだけをコヒーレントフォノンとして励起する条件に付いて数値的に計算を行った。この２つの成果は現在論文にまとめているところである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
平成27年度後半に、本研究と密接な関係がある、単一カーボンナノチューブの円偏光二色性に関する研究に着手し、標準と考えられていた分子に対する理論がナノチューブに適用できないことが分かった。これは、ナノチューブが鏡像異性体を持つにもかかわらず、高い対称性のために従来の円偏光二色性の式を使っても、ゼロの値しか与えないものである。我々は、この結果に大変興味を持ち、実験で観測されている円偏光二色性の起源を研究するテーマを新たに加えることにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1)現在執筆中の論文を、今年度前期までに投稿を完了する。
(2)円偏光二色性に関する理論を励起子まで拡張し、実験と定量的な比較ができる程度まで展開する。
(3)熱電変換効率に対しては、熱電変換効率だけでなくパワー因子、また熱伝導まで含めたZT因子の計算まで展開する。
(4)２フォノン以上のラマンプロセスに対する、コーン異常や電子ラマン分光との緩衝効果を議論できるプログラムを開発する。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額での金額は、すべて基金である。助成金の方は、繰り越しなく毎年執行している。研究計画は年度通り順調に進行しているが、次年度使用額が生じた理由は、今年度オーストリアのウイーンでナノチューブの国際会議があり、共同研究者である大学院生を含め代表者が発表する予定があり、海外旅費が必要である見通しがあるからである。毎年開かれるこのナノチューブの国際会議は、平成27年度は名古屋で開かれたために、多くの大学院生が発表したにもかかわらず大きな経費とはならなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
齋藤は、上記オーストリアで開かれる国際会議のほかに、ブラジルでのラマン分光に関する国際会議で招待されているために、海外旅費が必要である（２つで約60万円）。また大学院生２名をオーストリアに派遣予定である（２ｘ30万円）。新規サーバーの導入（50万円）とその環境設定のために学生に謝金（３名ｘ10万円（２か月））などを計画している。そのほかのネットワーク部品、ソフトウエアを購入予定である。
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