分子の電気伝導の理論

• 研究課題/領域番号: 14740195
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 小林 伸彦 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノテクノロジー研究部門, 研究員 (10311341)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2004年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2003年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2002年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: 分子 / 電気伝導 / 第一原理計算

研究概要

単一分子の電気伝導特性を理論的に解明するために、非平衡系のための、密度汎関数法に基づく第一原理電子状態計算理論を発展させてきた。特に非平衡グリーン関数法、リカージョン伝達行列法、Lippmann-Schwinger法など電気伝導のための独自の第一原理計算手法を発展させ整備している。局在基底を用いた非平衡グリーン関数法は大規模計算に適していて数百原子を取り扱うことができる。また、2次元平面波基底1次元実空間を利用するリカージョン伝達行列法やLippmann-Schwinger法は高精度の計算が可能である。
これらの計算手法を用いて原子・分子接合系の電気伝導特性を解析し、分子の吸着サイト依存性や電極接合部の不純物効果、電流電圧特性、ポテンシャルドロップ、ミクロな電界分布を解明してきた。

研究成果

• [雑誌論文] Adsorption states of dialkyl ditelluride autooxidized monolayers on Au(111) (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Nakamura, T.Miyamae, I.Nakai, H.Kondo, T.Kawamoto, N.Kobayashi, S.Yasuda, D.Yoshimura, T.Ohta, H.Nozoe, M.Matsumoto
  • 雑誌名: Langmuir 21 ページ: 2344-2344
• [雑誌論文] Theory of quantum conductance of atomic and molecular bridges (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Tsukada, K.Tagami, K.Hirose, N.Kobayashi
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 74 ページ: 74-74
  • NAID: 110001979493
• [雑誌論文] Alkyl chain conformation and electronic structure of octyl heavy chalcogenolate monolayers adsorbed on Au(111) (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Nakamura, T.Miyamae, D.Yoshimura, N.Kobayashi, H.Nozoe, M.Matsumoto
  • 雑誌名: Langmuir 21(印刷中)
• [雑誌論文] Theory for Electron Hopping through Nanometer-scale Contacts --- from Tunneling regime to Ballistic regime --- (2005)
  • 著者名/発表者名: K.Hirose, N.Kobayashi
  • 雑誌名: Physica E 464(印刷中)
• [雑誌論文] First-principles calculation of electron emission from atoms adsorbed on metallic electrode (2004)
  • 著者名/発表者名: N.Kobayashi, K.Hirose, M.Tsukada
  • 雑誌名: Applied Surface Science 237 ページ: 572-572
• [雑誌論文] First-principles theory for quantum transport through Al atomic wire mixed with various atoms (2004)
  • 著者名/発表者名: K.Hirose, N.Kobayashi, M.Tsukada
  • 雑誌名: Thin Solid Films 464 ページ: 255-255
• [雑誌論文] Ab initio calculations for quantum transport through atomic bridges by the recursion transfer-matrix method (2004)
  • 著者名/発表者名: K.Hirose, N.Kobayashi, M.Tsukada
  • 雑誌名: Physical Review B 69 ページ: 245412-245412
• [雑誌論文] Theoretical investigation of electron transport through an organic molecule : Effect of the contact structure (2004)
  • 著者名/発表者名: J.Nara, W.T.Geng, H.Kino, N.Kobayashi, T.Ohno
  • 雑誌名: Journal of Chemical Physics 121 ページ: 6485-6485
• [文献書誌] J.Nara, H.Kino, N.Kobayashi, M.Tsukada, T.Ohno: "Theoretical Investigation of Contact Effects in Conductance of Single Organic Molecule"Thin Sold Films. 438. 221 (2003)
• [文献書誌] N.Kobayashi, K.Hirose, M.Tsukada: "First-principles calculation of electron emission from atoms adsorbed on metallic electrode"Appl.Surf.Sci. (印刷中).
• [文献書誌] K.Hirose, N.Kobayashi, M.Tsukada: "First-principles theory for quantum transport through Al atomic wire mixed with various atoms"Thin Sold Films. (印刷中).
• [文献書誌] K.Hirose, N.Kobayashi, M.Tsukada: "Ab initio calculations for quantum transport through atomic bridges by the recursion transfer-matrix method"Phys.Rev.B. (印刷中).
• [文献書誌] T.Nakamura, S.Yasuda, T.Miyamae, H.Nozoye, N.Kobayashi, H.Konkoh, I.Nakai, T.Ohta, D.Yoshimura, M.Matsumoto: "Effective Insulating Properties of Autooxidized Monolayers Using Organic Ditellurides"Journal of American Chemical Society. 124. 12642 (2002)
• [文献書誌] J.Nara, H.Kino, N.Kobayashi, M.Tsukada, T.Ohno: "Theoretical Investigation of Contact Effects in Conductance of Single Organic Molecule"Thin Sold Films. (印刷中).