強電場下・大規模分子システムのための第一原理計算手法の確立

• 研究領域: 新奇１分子顕微鏡の開発・学理構築・量子応用
• 研究課題/領域番号: 24H00818
• 研究種目: 学術変革領域研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 学術変革領域研究区分(Ⅱ)
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 鬼頭 宏任 近畿大学, 理工学部, 准教授 (80722561)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円); 2024年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
• キーワード: 電界電子放出 / 電子状態計算 / 分子動力学シミュレーション / 分子軌道計算

研究開始時の研究の概要

フラーレン分子を蒸着した金属針に強電場を印加すると、針上に分子層が一層形成され、さらにその上に突起したフラーレン1分子から電子が放出される。観測される電界放出顕微鏡(FEM)像には、電子が通過するフラーレンの分子軌道の形状が反映される。本研究では、密度汎関数法を基にした強束縛近似法や機械学習ポテンシャル法を利用し、金属基板と吸着分子層を含めた大規模分子系の強電場下におけるシミュレーション実施することで、１分子電子源の詳細を理解する。シミュレーション結果を用いてFEMパターンを計算し、本領域で実施される実験結果と比較することで、観測している１分子電子源の構造・電子状態を明らかにする。