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カーボンナノチューブと遷移金属接合部の構造と電子物性

研究課題

研究課題/領域番号 17540292
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 物性Ⅰ
研究機関静岡大学

研究代表者

藤間 信久  静岡大学, 工学部, 教授 (30219042)

研究分担者 小田 竜樹  金沢大学, 大学院・自然科学研究科, 准教授 (30272941)
田村 了  静岡大学, 工学部, 准教授 (20282717)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,610千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 210千円)
2007年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2006年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2005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 / 遷移金属 / 接合部 / 密度汎関数法 / 第一原理計算 / 接合 / 第1原理計算
研究概要

遷移金属電極とカーボンナノチューブ導線との接合部の構造と電気的性質(電子輸送現象)を理論的に明らかにすることを目的として,TiおよびTiCとの接合,TiCとカーボンナノチューブ接合部の構造モデルを提唱し,このモデルに基づき下記の第一原理計算を行い,接合部の構造を求めた。また,Tiクラスターとナノチューブとの結合状態と構造についても明らかにした.
1. Ti-TiC接合部(Ti_<48>-Ti_<19>C_<26>)についてのGGA密度汎関数バンド計算による構造最適化
2. TiC-カーボンナノチューブ接合部(Ti_<19>C_<24>-C_<30>)ついての上記方法による構造最適化
3. TiC-SWNT孤立系(Ti_<19>C_<26>)のGGA密度汎関数法-LCAO計算による構造最適化
4. SWNT上のTiクラスターの構造の最適化と電子状態
その結果,接合部の構造について下記の結果を得た。
1. Ti-TiC接合部においては,接合後も結晶構造はあまり変化せず,元の状態をよく保つ。
2. TiCの先端がC層の場合,ダイマー化が起こり,アームチェア型カーボンナノチューブ(3,3)の構造とよく似た構造となり,これがカーボンナノチューブとの接合となる。
3. 10量体程度のTiクラスターはナノチューブとの接合上で構造をよく保ち安定に存在する。
結論として,提唱した接合部モデルは,第一原理計算による構造最適化においても初期構造を良く保っていおり,電子輸送のためのモデルとしての実現性が確かめられた。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (19件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Structure and Electronic Properties of a Heterojunction between a Single Wall Carbon Nanotube and a TiC Cluster2007

    • 著者名/発表者名
      N. Fujima, et. al.
    • 雑誌名

      Eur. Phys. J. D 42

      ページ: 147-150

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 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] Structure and magnetism in carbon nanotubes including magnetic wire2007

    • 著者名/発表者名
      H. Shiroishi, et. al.
    • 雑誌名

      Eur. Phys. J. D 43

      ページ: 129-132

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 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 Structure and Magnetism of Fe-Wire in carbon Nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      H. Shiroishi, et. al.
    • 雑誌名

      J. Magn. Magn. Mater. 310

      ページ: 1640-1641

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 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] Structure and Electronic Properties of a Heterojunction between a Single Wall Carbon Nanotube and a TiC Cluster2007

    • 著者名/発表者名
      N. Fujima, et. al
    • 雑誌名

      Eur. Phys. J. D 42

      ページ: 147-150

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structure and magnetism in carbon nanotubes including magnetic wire2007

    • 著者名/発表者名
      H. Shiroishi, et. al
    • 雑誌名

      Eur. Phys. J. D 43

      ページ: 129-132

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electronic Structure and Magnetism of Fe-Wire in carbon Nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      H. Shiroishi, et. al
    • 雑誌名

      J. Magn. Magn. Mater 310

      ページ: 1640-1641

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structure and Electronic Properties of a Heterojunction between a Single Wall Carbon Nanotube and a TiC CIuster2007

    • 著者名/発表者名
      N. Fujima, et. al.
    • 雑誌名

      Eur.Phys.J.D 42

      ページ: 147-150

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure and magnetism in carbon nanotubes including magnetic wire2007

    • 著者名/発表者名
      H. Shiroishi, et. al.
    • 雑誌名

      Eur.Phys.J.D 43

      ページ: 129-132

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic Structure and Magnetism of Fe-Wire in carbon Nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      H. Shiroishi, et. al.
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mater. 310

      ページ: 1640-1641

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structures and magnetic properties of iron chains encapsulated in tubal carbon nanocapsules2005

    • 著者名/発表者名
      N. Fujima, T. Oda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 71

    • NAID

      120000795873

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 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] Structure and magnetism of Anion Iron Oxide Clusters FenOm(n=1-2)2005

    • 著者名/発表者名
      H. Shiroishi, et. al.
    • 雑誌名

      Molecular Simulation 30

      ページ: 911-914

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 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] Structure and magnetism of Anion Iron Oxide Clusters FenOm (n=1-2)2005

    • 著者名/発表者名
      H. Shiroishi, et. al
    • 雑誌名

      Molecular Simulation 30

      ページ: 911-914

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Suppression of the pseudoantisymmery channel in the conductance of telescoped double-wall nanotubes2005

    • 著者名/発表者名
      R.Tamura et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 72

      ページ: 45413-45413

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Structures and magnetic properties of iron chains encapsulated in tubal carbon nanocapsules2005

    • 著者名/発表者名
      N.Fujima et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 71

      ページ: 115412-115412

    • NAID

      120000795873

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Structure and Magnetism of Anion Iron Oxide Clusters Fe_nO_m(n=3,4)2005

    • 著者名/発表者名
      H.Shiroishi et al.
    • 雑誌名

      Polyhedron 24

      ページ: 2472-2472

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Structure and Electronic Properties of a Heterojunction between a Single Wall Carbon Nanotube and a TiC Cluster

    • 著者名/発表者名
      N.Fujima et al.
    • 雑誌名

      Eur. Phys. J. D (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Structure and magnetism in carbon nanotubes including magnetic wire

    • 著者名/発表者名
      H.Shiroishi et al.
    • 雑誌名

      Eur. Phys. J. D (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Cluster Expansion Approach for Relative Stability among Different Atomic Structures in Alloys : an Approach from a Dilute Limit

    • 著者名/発表者名
      M.Asato et al.
    • 雑誌名

      Mater. Trans. (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] スピン軌道結合で分裂した表面電子バンドと表面緩和による磁気異方性変化2008

    • 著者名/発表者名
      小田竜樹
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Surface Electron Band Split by Spin-Orbit Interaction and Magnetic Anisotropy with Surface Relaxation2008

    • 著者名/発表者名
      T. Oda
    • 学会等名
      Phys. Soc. Jpn
    • 発表場所
      Kinki Univ
    • 年月日
      2008-03-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] スビン軌道結合で分裂した表面電子バンドと表面緩和による磁気異方性変化2008

    • 著者名/発表者名
      小田 竜樹
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブ端の電子状態と分子動力学シミュレーション2008

    • 著者名/発表者名
      坂下浩史, 他
    • 学会等名
      フラーレン・ナノチューブ学会第34回シンポジウム
    • 発表場所
      名城大学
    • 年月日
      2008-03-03
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Electronic States and Molecular Dynamics on Terminals of Carbon Nanotubes2008

    • 著者名/発表者名
      H. Sakashita, et. al.
    • 学会等名
      Fullerenes & Nanotubes Res. Soc
    • 発表場所
      Meijo Univ
    • 年月日
      2008-03-03
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] カーボンナノチューブ中の鉄クラスターの磁気構造、原子構造および電子状態2007

    • 著者名/発表者名
      城石裕幸, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] カーボンナノチューブ端における電子状態と磁気モーメント2007

    • 著者名/発表者名
      坂下浩史, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Magnetic Structure of Fe Clusters in Carbon Nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      H. Shiroishi, et. al.
    • 学会等名
      Phys. Soc. Jpn
    • 発表場所
      Hokkaido Univ
    • 年月日
      2007-09-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Electronic States and Magnetic Moments of Terminals of Carbon Nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      H. Sakashita, et. al.
    • 学会等名
      Phys. Soc. Jpn
    • 発表場所
      Hokkaido Univ
    • 年月日
      2007-09-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Structure and Electronic Properties of a Heterojunction between a Single Wall Carbon Nanotube and a TiC Cluster2006

    • 著者名/発表者名
      N. Fujima, et. al.
    • 学会等名
      ISSPIC13
    • 発表場所
      Geoteborg
    • 年月日
      2006-07-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Structure and magnetism in carbon nanotubes including magnetic wire2006

    • 著者名/発表者名
      H. Shiroishi, et. al.
    • 学会等名
      ISSPIC13
    • 発表場所
      Geoteborg
    • 年月日
      2006-07-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Feワイヤーの強磁性,反強磁性磁気構造の第一原理計算2006

    • 著者名/発表者名
      城石裕幸, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第61回年次大会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2006-03-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] First Principles Calculation on Ferro and Anitiferro Magnetic Structures of Fe wires2006

    • 著者名/発表者名
      H. Shiroishi, et. al.
    • 学会等名
      Phys. Soc. Jpn
    • 発表場所
      Ehime Univ
    • 年月日
      2006-03-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 鉄ワイヤー包含型カーボンナノチューブの電子状態2005

    • 著者名/発表者名
      城石裕幸, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2005年秋季大会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2005-09-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Electronic States of Carbon Nanotubes including Fe wires2005

    • 著者名/発表者名
      H. Shiroishi, et. al.
    • 学会等名
      Phys. Soc. Jpn
    • 発表場所
      Doshisha Univ
    • 年月日
      2005-09-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 遷移金属ナノ粒子,クラスターの磁性の理論2005

    • 著者名/発表者名
      藤間信久
    • 学会等名
      日本物理学会2005年秋季大会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2005-09-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Theory of Magnetism in Transition Metal Clusters2005

    • 著者名/発表者名
      N. Fujima
    • 学会等名
      Phys. Soc. Jpn
    • 発表場所
      Doshisha Univ
    • 年月日
      2005-09-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 鉄ワイヤー包含型カーボンナノチューブ(9,0)の電子構造2005

    • 著者名/発表者名
      城石裕幸, 他
    • 学会等名
      フラーレン・ナノチューブ学会第29回シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2005-07-25
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Electronic Structures of (9,0)-Carbon Nanotubes including Fe wires2005

    • 著者名/発表者名
      H. Shiroishi, et. al.
    • 学会等名
      Fullerenes & Nanotubes Res. Soc
    • 発表場所
      Kyoto Univ
    • 年月日
      2005-07-25
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考]

    • URL

      http://phys.eng.shizuoka.ac.jp/~fujima/index.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2005-04-01   更新日: 2020-05-15  

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