• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

カーボンナノチューブの量子輸送現象と電子間相互作用

研究課題

研究課題/領域番号 10640300
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
研究機関東京大学

研究代表者

安藤 恒也  東京大学, 物性研究所, 教授 (90011725)

研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2000年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1999年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1998年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワードカーボンナノチューブ / 2次元グラファイト / 量子細線 / 有効質量近似 / Weylの方程式 / 量子輸送現象 / スピン軌道相互作用 / 有効ハミルトニアン / Weylの方程式で / 強束縛模型 / コンダクタンスの量子化 / グラファイト / 擬1次元物質 / 半導体ヘテロ構造 / トポロジー
研究概要

カーボンナノチューブは半径ナノメートル程度の2次元グラファイトを丸めて得られる天然の量子細線である.ナノチューブは,(1)通常の量子細線とはトポロジカルに異ること,(2)2次元グラファイト上で電子が自由電子とは非常に異なった運動をすること,のために非常に興味深い性質を示す.実際,2次元グラファイトを連続体とみなした有効質量近似では,電子の運動はニュートリノに対する2行2列のWeylの方程式で記述される.ただし,円筒を一周したときに波動関数にはナノチューブの螺旋構造により決まる余分の位相がつき,その結果ナノチューブが1次元金属になるか半導体になるのかが決まる.この研究の目的は,最近特に発展の著しい輸送現象に着目し,ナノチューブが示す特徴的な量子輸送現象を理論的に明らかにすることである.
本年度に行った研究は以下のようにまとめられる.[1]ナノチューブと電極との接触抵抗を理解するために,各カーボン原子に1次元鎖が接触するとの模型を採用した.その結果,電極となる金属との結合が小さく,接触部分の面積が大きい場合に理想的な電極となることを明らかにした.[2]ナノチューブのスピン軌道相互作用による有効ハミルトニアンを導出した.スピン軌道相互作用はナノチューブが有効的に厚みを持ち,その中で軸方向と円周方向に有効的な磁場があるとしたときのスピンゼーマン項を与える.スピン軌道相互作用によりスピン緩和が起こるが,その大きさは非常に小さく,通常の条件ではほとんど問題にならないほどである。[3]2本のナノチューブを交差させる形で重ねて得られるナノチューブの接合のコンダクタンスを求めるために,2本のナノチューブの有効相互作用を炭素原子間の結合をもとに導出した.得られるコンダクタンスはナノチューブの構造と交差角で大きく変化する.K点とK'点のプロッホ関数の位相のためである.

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] T.Nakanishi: "Conductance Quantization in the Presence of Huge and Short-Range Potential in Carbon Nanotubes"Physica E. 6. 872-875 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Suzuura: "Huge Magneto-Resistance by Phonon Scattering in Carbon Nanotubes"Physica E. 6. 864-867 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ando: "Theory of Transport in Carbon Nanotubes"Senicond.Sci.& Technol.. 15. R13-R27 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Matsumura: "Topological Effects on Conductance of Nanotubes"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 340. 725-730 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Igami: "Effect of Lattice Vacancy in Conductance of Carbon Nanotubes"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 340. 1746-1747 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ando: "Spin-Orbit Interaction in Carbon Nanotubes"J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 1757-1763 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nakanishi, M.Igami, and T.Ando: "Conductance Quantization in the Presence of Huge And Short-Range Potential in Carbon Nanotubes"Physica E. 6. 872-875 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Suzuura and T.Ando: "Huge Magneto-Resistance by Phonon Scattering in Carbon Nanotubes"Physica E. 6. 864-867 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ando: "Theory of Transport in Carbon Nanotubes"Semicond.Sci. & Technol.. 15. R13-R27 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Matsumura and T.Ando: "Topological Effects on Carbon Nanotubes"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 340. 725-730 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Igami, T.Nakanishi, and T.Ando: "Effect of Lattice Vacancy in Conductance of Carbon Nanotubes"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 340. 1746-1747 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ando: "Spin-Orbit Interaction in Carbon Nanotubes"J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 1757-1763 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nakanishi: "Conductance Quantization in the Presence of Huge and Short-Range Potential in Carbon Nanotubes"Physica E . 6. 872-875 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Suzuura: "Huge Magneto-Resistance by Phonon Scattering in Carbon Nanotubes"Physica E. 6. 864-867 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ando: "Theory of Transport in Carbon Nanotubes"Semicond.Sci.& Technol.. 15. R13-R27 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Matsumura: "Topological Effects on Conductance of Nanotubes"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 340. 725-730 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Igami: "Effect of Lattice Vacancy in Conductance of Carbon Nanotubes"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 284-288. 1746-1747 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ando: "Spin-Orbit Interaction in Carbon Nanotubes"J.Phys.Soc.Jpn.. 69・6. 1757-1763 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M. Igami: "Numerical Study of Tranport in Carbon Nanotubes with Lattice Vacancy"J. Phys. Soc. Jpn.. 68・10. 3146-3149 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T. Ando: "Effective-Mass Theory of Carbon Nanotubes with Vacancy"J. Phys. Soc. Jpn.. 68・12. 3994-4008 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H. Suzuura: "Huge Magneto-Resistance by Phonon Scattering in Carbon Nanotubes"Physica E. (in press). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T. Ando: "Conductance Quantization in Carbon Nanotubes : Neutrions on Cylinder Surface"Microelectronics Engineering. 47. 421-423 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H.Matsumura: "Topological Effects on Conductance of Nanotubes"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. (in press).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 安藤恒也: "カーボンナノチューブ"固体物理. 34・5. 399-410 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ando: "Impurity Scattering in Carbon Nantubes -Absence of Back Scattering" J.Phys.Soc.Jpn.67・5. 1704-1713 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nakanishi: "Scattering by Topological Disorder in Connected Carbon Nanotubes in Magnetic Fields" Physica B. 249-251. 136-139 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.H.Shon: "Quantum Transport in Two-Dimensional Graphite System" J.Phys.Soc.Jpn.67・7. 2421-2429 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ando: "Berry's Phase and Absence of Back Scattering in Carbon Nanotubes" J.Phys.Soc.Jpn.67・8. 2857-2862 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] H.Matsumura: "Effective-Mass Theory of Carbon Nanotube Junctions" J.Phys.Soc.Jpn.67・10. 3542-3551 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ajiki: "Science and Technology of Carbon Nanotubes" Elsevier Science (Oxford) (in press), (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

URL: 

公開日: 1998-04-01   更新日: 2020-05-15  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi