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第一原理計算に基づく極限環境下における分子性固体の構造と電子機能の解析

研究課題

研究課題/領域番号 15073226
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

石橋 章司  独立行政法人産業技術総合研究所, 計算科学研究部門, 研究グループ長 (30356448)

研究分担者 寺倉 清之  北陸先端科学技術大学院大学, 先端融合領域研究院, 特別招聘教授 (40028212)
浅井 美博  独立行政法人産業技術総合研究所, 計算科学研究部門, 研究グループ長 (20192461)
研究期間 (年度) 2003 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
15,700千円 (直接経費: 15,700千円)
2007年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2006年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
2005年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2004年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
2003年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード分子性固体 / 有機導体 / 第一原理計算 / 物性理論 / 静水圧 / 一軸性歪 / 計算物理
研究概要

DNAの電気伝導機構について、スモール・ポーラロン効果を取り入れ解析し、電子格子散乱において非弾性的な成分・準弾性的な成分の何れが優勢であるかに応じて、温度依存性を含めて広く輸送特性の実験結果を説明できた。
C_<60>における超伝導は3本のt_<1u>バンドに対する電子・分子内振動結合に起因し、バンド内のみならずバンド間の結合の存在が高いTcに寄与すると考えられている。両結合に対するバーテックス補正を計算し、それぞれd波・s波超伝導を与える事を見出した。バンド間結合定数はエネルギー差の増大と共に小さくなるため、縮退が解けるに従って超伝導対称性がs波からd波へ変わる可能性がある。このことを、NH_3分子のドーピング量の増大に伴いバンド縮退が解け最終的には反強磁性が実現していると考えられるNH_3K_3C_<60>の超伝導相において議論した。
単一分子性導体について、第一原理計算による電子状態の系統的研究を行なった。孤立原子について、安定構造が結晶中の分子構造に符合する事を確認し、中心金属が寄与する分子軌道エネルギー準位の変化を見出した。結晶においては、構造が互いにほぼ等しいNi(tmdt)_2・Au(tmdt)_2・Au(tmstfdt)_2について、非磁性半金属・反強磁性金属・非磁性金属という基底状態を得た。Auを含む2つの物質について、フェルミ面のネスティングの程度の相違が磁性解の有無に反映していると考えられる。Cu(dmdt)_2、Zn(tmdt)_2の非磁性での計算では、それぞれ金属、半金属であったが、前者については、反強磁性相の方が安定である。
TTF-TCNQについて、一軸性圧縮下・静水圧下での電子状態の変化を調べた。前者の場合、圧縮方向によりフェルミ面の形状が劇的に変化すした。後者の場合、単純な予想に反し、擬一次元性が強まるという結果が得られた。これは、結晶の圧縮率の異方性を反映した結果である。

報告書

(6件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2008 2007 2006 2005 2004 2003 2000 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (16件) 文献書誌 (2件)

  • [雑誌論文] Single-Component Molecular Metals as Multiband π-d Systems2008

    • 著者名/発表者名
      H. Seo, S. Ishibashi, Y. Okano, H. Kobayashi, A. Kobayashi, H. Fukuyama, K. Terakura
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 77

    • NAID

      110006613882

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-Component Molecular Metaks as Multiband II-d Systems2008

    • 著者名/発表者名
      H. Seo, S. Ishibashi, 他4名, K. Terakura
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn 77

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic Structures of Single Component Molecular Metals Based on Ab initio Calculation2008

    • 著者名/発表者名
      S. Ishibashi, K. Terakura, A. Kobayashi
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn 77

    • NAID

      110006613893

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio electronic-structure calculations for □-(BEDT-TTF)_2I_32006

    • 著者名/発表者名
      S. Ishibashi, T. Tamura, M. Kohyama, K. Terakura
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 75

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio electronic-structure calculations for α-(BEDT-TTF)2I32006

    • 著者名/発表者名
      S.Ishibashi, T.Tamura, M.Kohyama, K.Terakura
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 75

      ページ: 15005-15005

    • NAID

      210000105976

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystal structures and physical properties of single-component molecular conductors consisting of nickel and gold complexes with bis(trifluoromethyl)tetrathiafulvalenedithiolate ligands2005

    • 著者名/発表者名
      M. Sasa, E. Fujiwara, A. Kobayashi, S. Ishibashi, K. Terakura, Y. Okano, H. Fujiwara, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. 15

      ページ: 155-163

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab Iinitio Electronic Structure Calculation for Single-Component Molecular Conductors Au(tmdt)2 (tmdt = Trimethylenetetrathiafulvalenedithiolate)2005

    • 著者名/発表者名
      S. Ishibashi, H. Tanaka, M. Kohyama, M. Tokumoto, A. Kobayashi, H. Kobayashi, K. Terakura
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 74

      ページ: 843-846

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic Structures of Single Component Molecular Metals Based on Ab initio Calculation2005

    • 著者名/発表者名
      S. Ishibashi, K. Terakura, A. Kobayashi
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 77

    • NAID

      110006613893

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ablinitio Electronic Structure Calculation for Single-Component Molecular Conductors Au(tmdt)_2 (tmdt = Trimethylenetetrathiafulvalenedithiolate)2005

    • 著者名/発表者名
      石橋章司, 田中寿, 香山正憲, 徳本圓, 小林昭子, 小林速男, 寺倉清之
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 74・3

      ページ: 843-846

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Ab initio electronic-structure study for TTF-TCNQ under uniaxial compression2004

    • 著者名/発表者名
      S. Ishibashi, T. Hashimoto, M. Kohyama, K. Terakura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 69

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of Three-Dimensional Fermi Surfaces in a Single- Component Molecular Metal, [Ni(tmdt)_2]2004

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka, M. Tokumoto, S. Ishibashi, D. Graf, E. S. Choi, J. S. Brooks, S. Yasuzuka, Y. Okano, H. Kobayashi, A. Kobayashi
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 126

      ページ: 10518-10519

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structures and physical properties of single-component molecular conductors consisting of nickel and gold complexes with bis(trifluoromethyl)tetrathiafulvalenedithiolate ligands2004

    • 著者名/発表者名
      佐々匡昭, 藤原絵美子, 小林昭子, 石橋章司, 寺倉清之, 岡野芳則, 藤原秀紀, 小林速男
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry 15・1

      ページ: 155-163

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation of Three-Dimensional Fermi Surfaces in a Single-Component Molecular Metal, [Ni(tmdt)_2]2004

    • 著者名/発表者名
      田中寿, 徳本圓, 石橋章司, D.Graf, E.S.Choi, J.S.Brooks, 安塚周磨, 岡野芳則, 小林昭子, 小林速男
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 126

      ページ: 10518-10519

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Theory of Electric Conductance of DNA Molecule2003

    • 著者名/発表者名
      Y. Asai
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B 107

      ページ: 4647-4652

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Symmetry of superconductivity in NH_3K_3C_<60> superconductors : nonadiabatic effects in multiband system2003

    • 著者名/発表者名
      Y. Asai
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 68

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio electronic-structure study for TTF-TCNQ under uniaxial compression2000

    • 著者名/発表者名
      石橋章司, 橋本保, 香山正憲, 寺倉清之
    • 雑誌名

      Physical Review B 69

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [学会発表] 単一成分分子既金属の第一原理電子状態計算2008

    • 著者名/発表者名
      石橋 章司, 寺倉 清之
    • 学会等名
      科研費高橋特定領域理論班研究会
    • 発表場所
      神奈川県足柄下郡湯河原町
    • 年月日
      2008-02-12
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 単一成分分子性金属の第一原理電子状態計算2008

    • 著者名/発表者名
      石橋 章司, 寺倉 清之
    • 学会等名
      科研費高橋特定領域理論班研究会
    • 発表場所
      神奈川県足柄下郡湯河原町
    • 年月日
      2008-02-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Ab initio electronic structure study for molecular conductors : single-component molecular metals and TTF-TCNQ2008

    • 著者名/発表者名
      石橋 章司
    • 学会等名
      原研・兵県大合同コロキウム
    • 発表場所
      SPring-8 (兵庫県佐用郡佐用町)
    • 年月日
      2008-02-07
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Ab initio oelectronic structure study fbr molecular conductors; single-component molecular metals and TTF-TCNQ2008

    • 著者名/発表者名
      石橋 章司
    • 学会等名
      原研・兵県大合同コロキウム
    • 発表場所
      SPring-8(兵庫県佐用郡佐用町)
    • 年月日
      2008-02-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 分子性導体の第一原理電子状態計算(単一成分分子性金属を中心として)2008

    • 著者名/発表者名
      石橋 章司, 寺倉 清之
    • 学会等名
      特定領域研究「新しい環境下における分子性導体の特異な機能の探索」第8回シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 年月日
      2008-01-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Theoretical Study of Single-Component Molecular Conductors2007

    • 著者名/発表者名
      H. Seo, Y. Okano, S. Ishibashi, H. Fukuyama, H. Kobayashi, A. Kobayashi, K. Terakura
    • 学会等名
      The 2007 International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and ferromagnets(ISCOM2007)
    • 発表場所
      Peniscola (Spain)
    • 年月日
      2007-09-29
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Theoretical Study of Single-Component Molecular Conductors2007

    • 著者名/発表者名
      H.Seo, Y.Okano, S.Ishibashi, H.Fukuyama, H.KObayashi, A.Kobayashi, K.Terakura
    • 学会等名
      The 2007 International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and ferromagnets(ISCOM2007)
    • 発表場所
      Peniscola(Spain)
    • 年月日
      2007-09-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Ab Initio Electronic Structure Study for TTF-TCNQ under Hydrostatic Pressure2007

    • 著者名/発表者名
      S. Ishibashi, K. Terakura
    • 学会等名
      The 2007 International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and ferromagnets(ISCOM2007)
    • 発表場所
      Peniscola (Spain)
    • 年月日
      2007-09-28
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Ab Initio Electronic Structure Study for TTFTCNQ under Hydrostatic Pressure2007

    • 著者名/発表者名
      S. Ishibashi, K. Terakura
    • 学会等名
      The 2007 International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and ferromagnets(ISCOM2007)
    • 発表場所
      Peniscola(Spain)
    • 年月日
      2007-09-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Ab initio electronic-structure calculations for single-component molecular metals2007

    • 著者名/発表者名
      S. Ishibashi, K. Terakura
    • 学会等名
      d-π研究会
    • 発表場所
      北陸先端大(石川県能美市)
    • 年月日
      2007-09-14
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Ab initio electronix-struchure calculations for single-component molecular metals2007

    • 著者名/発表者名
      S.Ishibashi, K.Terakura
    • 学会等名
      d-π研究会
    • 発表場所
      北陸先端大(石川県能美市)
    • 年月日
      2007-09-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 第一原理計算による静水圧下の構造と電子状態の研究2007

    • 著者名/発表者名
      石橋 章司
    • 学会等名
      特定領域研究「新しい環境下における分子性導体の特異な機能の探索」第7回シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学本郷地区浅野キャンパス
    • 年月日
      2007-07-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 有機導体の第一原理電子状態計算2007

    • 著者名/発表者名
      石橋章司, 寺倉清之a
    • 学会等名
      「分子性導体の機能・構造相関の研究と放射光利用」研究会
    • 発表場所
      SPring-8 (兵庫県佐用郡佐用町)
    • 年月日
      2007-06-03
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 有機導体の第一原理電子状態計算2007

    • 著者名/発表者名
      石橋 章司, 寺倉 清之a
    • 学会等名
      「分子性導体の機能・構造相関の研究と放射光利用」研究会
    • 発表場所
      SPring-8(兵庫県佐用郡佐用町)
    • 年月日
      2007-06-03
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Electronic structures of M(tmdt)_2 (M=Ni, Cu, Zn, Au)2007

    • 著者名/発表者名
      石橋章司, 寺倉清之a
    • 学会等名
      分子系の構造と電子状態-『生物物質科学』を目指して
    • 発表場所
      理化学研究所(埼玉県和光市)
    • 年月日
      2007-04-04
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Electronic structures of M(tmdt)_2(M-Ni,Cu,Zn,Au)2007

    • 著者名/発表者名
      石橋 章司, 寺倉 清之a
    • 学会等名
      分子系の構造と電子状態-『生物物質科学』を目指して
    • 発表場所
      理化学研究所(埼玉県和光市)
    • 年月日
      2007-04-04
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [文献書誌] 浅井 美博: "Theory of Electric Conductance of DNA Molecule"J.Phys.Chem.B. 107. 4647 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 浅井 美博: "Symmetry of superconductivity in NH3K3C6O superconductors : nonadiabatic effects in multiband systems"Phys.Rev.B. 68. 014513 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2018-03-28  

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