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ナノ構造体の座屈変形を積極利用した革新的ナノデバイスの最適設計

研究課題

研究課題/領域番号 15H03888
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関東京大学

研究代表者

梅野 宜崇  東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (40314231)

研究分担者 島 弘幸  山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (40312392)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2016年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2015年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
キーワードナノ材料 / 座屈 / 原子シミュレーション / 構造不安定
研究成果の概要

本研究では外力を受けるナノ構造体の座屈挙動について、機械的側面および物性的側面から数値シミュレーションによる検討を行った。カーボンや窒化ホウ素ナノチューブを対象に、軸方向圧縮座屈や系方向圧縮座屈のメカニズムを原子構造不安定モード解析によって明らかにするとともに、座屈変形によって生じる物性変化を半経験的量子力学計算によって求め、座屈変形モードとの関連性を示した。さらに、強誘電体ナノ構造のマルチフィジックス解析のための原子モデリング手法の構築も行った。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Axial buckling behavior of single-walled carbon nanotubes: Atomistic structural instability analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Masanobu SATO, Hiroyuki SHIMA, Motohiro SATO and Yoshitaka UMENO
    • 雑誌名

      Physica E

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Atomistic modeling analysis of buckling behavior of compressed carbon nanotubes2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Umeno, Masanobu Sato, Hiroyuki Shima and Motohiro Sato
    • 雑誌名

      Solid State Phenomena

      巻: 258 ページ: 61-64

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cross-sectional deformation in multi-walled carbon nanotubes under hydrostatic pressure2016

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sato, Yu Yachi, Ikuyo Koike, Hiroyuki Shima and Yoshitaka Umeno
    • 雑誌名

      Solid State Phenomena

      巻: 258 ページ: 65-58

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Atomistic model analysis of deformation of carbon nanotubes under axial compression2016

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Sato and Yoshitaka Umeno
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 725 ページ: 451-455

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 単層カーボンナノチューブの座屈変形とバンドギャップ変化の原子・電子モデル解析2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤誠修,島弘幸,佐藤太裕,梅野宜崇
    • 学会等名
      第22回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Computational analysis of buckling mechanism and multiphysics of CNTs under axial compression2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Umeno, Masanobu Sato, Hiroyuki Shima and Motohiro Sato
    • 学会等名
      EMN (Energy Materials and Nanotechnology) Meeting on Carbon Nanostructures
    • 発表場所
      Orland, FL, USA
    • 年月日
      2017-02-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Atomistic modeling analysis of structural instability of carbon nanotubes under pressure2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Umeno, Masanobu Sato, Hiroyuki Shima and Motohiro Sato
    • 学会等名
      SES 2017: 54th Annual Technical Meeting of Society of Engineering Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Atomistic model analysis of deformation of carbon nanotubes under axial compression2016

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Sato and Yoshitaka Umeno
    • 学会等名
      AEPA2016: 13th Asia-Pacific Symposium on Engineering Plasticity and Its Applications
    • 発表場所
      Hiroshima University, Japan
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Atomistic modeling analysis of buckling behavior of compressed carbon nanotubes2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Umeno, Masanobu Sato, Hiroyuki Shima and Motohiro Sato
    • 学会等名
      MSMF8-ISAM4
    • 発表場所
      Brno, Czech Republic
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cross-sectional deformation in multi-walled carbon nanotubes under hydrostatic pressure2016

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sato, Yu Yachi, Ikuyo Koike, Hiroyuki Shima and Yoshitaka Umeno
    • 学会等名
      MSMF8-ISAM4
    • 発表場所
      Brno, Czech Republic
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 外圧を受ける多層ナノチューブ断面形状の座屈変形に関する分子動力学計算と不安定モード解析2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤誠修,梅野宜崇
    • 学会等名
      第21回計算工学講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟)
    • 年月日
      2016-05-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Atomistic modeling of buckling behavior of pressurized carbon nanotubes2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Umeno, M. Sato, H. Shima and M. Sato
    • 学会等名
      (EMN (Energy Materials Nanotechnology) Meeting on Carbon Nanostructures
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Verification of the accuracy of analytical models of hydrostatically pressurized buckling of single and multi-walled carbon nanotubes2016

    • 著者名/発表者名
      I. Koike, Y. Yachi, Y. Umeno, H. Shima and M. Sato
    • 学会等名
      (ICCAE: The 11th International Conference on Civil and Architectural Engineering
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2016-01-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 軸方向圧縮荷重によるカーボンナノチューブ座屈の分子動力学計算と不安定モード解析2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤誠修,久保淳,梅野宜崇
    • 学会等名
      第21回分子動力学シンポジウム
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ナノ構造体の座屈変形に関する分子動力学計算と原子レベル不安定モード解析2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤誠修,久保淳,梅野宜崇
    • 学会等名
      日本機械学会第28回計算力学講演会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2015-10-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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