| 研究課題/領域番号 |
16K05412
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
物性Ⅰ
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
中西 毅 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, ラボ長 (00301771)
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| 研究分担者 |
宮本 良之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 上級主任研究員 (70500784)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | グラフェン / カーボンナノチューブ / 有効質量理論 / 時間依存密度汎関数法 / シリセン / 第一原理計算 / 原子層材料 / 電子状態計算 / 第一原理分子動力学計算 / トポロジカル絶縁体 / 物性理論 / ナノ材料 / 半導体物性 |
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| 研究成果の概要 |
この研究では原子層物質の層間相互作用を第一原理計算および有効質量近似により取り扱い、扁平したカーボンナノチューブ、2層ガリウムナイトライド原子層、グラフェン、シリセンなど原子層物質の構造と電子状態をあきらかにした。特にバックリングを伴う2層ガリウムナイトライド特有の最安定構造を示した。カイラル対称性のある２次元高次トポロジカル絶縁体間の層間相互作用を可変パラメータとして導入した理論を構築し、新たに３次元高次トポロジカル半金属体相を提案した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
2層ガリウムナイトライド原子層については歪を加えることでバンドギャップが間接遷移から直接遷移型に変化することもわかり、ナノデバイス材料としての応用が期待される。数学により予言されていた特に対称性を前提としない新しい3次元高次トポロジカル絶縁体について、2次元高次トポロジカル絶縁体の層間相互作用を変えることによる相変化として理解した。さらにシリセンの化学修飾を調べ、分子センサーや分子吸蔵材料への応用が期待される成果を得た。また紫外光照射によりテラヘルツシグナル発信する小型のグラフェンナノリボンデバイスを提案した。
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