• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

原子膜物質におけるバレー流の熱・光学制御、新規トポロジカル材料の設計

研究課題

研究課題/領域番号 18H01154
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
研究機関関西学院大学

研究代表者

若林 克法  関西学院大学, 理工学部, 教授 (50325156)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
2020年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
キーワード原子膜物質 / トポロジカル物質 / グラフェン / 物性理論 / 計算物理学 / トポロジー / ナノエレクトロニクス / スピントロニクス / ザック位相 / 高次トポロジカル状態 / 硫化スズ / SSH模型 / ナノリボン / フォトニック結晶 / 光学応答 / 電子輸送現象 / 光応答 / 熱伝導 / バレートロニクス / 光学制御 / 電子輸送
研究成果の概要

グラフェンや遷移金属カルコゲナイド系物質などの系の厚さが一原子層である原子膜物質では、エッジや表面などの境界面の効果によって、特異な電子物性が発現する。本研究課題では、電荷・スピンに次ぐ、第三の自由度であるバレーの状態に着目した電子物性の光学制御に関する理論、ベリー接続に着目したトポロジカル物質の設計指針に関する理論提案を行った。さらに、フォトニック結晶への展開をすることで、実験グループに新たなデバイス設計指針を提示した。本研究課題の成果によって、原子膜エレクトロニクスデバイスの物理の基礎学理の発展だけでなく、新たなトポロジカル物質やデバイス設計への展開をもたらすものと期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現代の高度情報化社会を支える電子デバイスは、電子のもつ電荷の自由度を制御することで、情報の伝達・処理を行っている。本研究課題では、グラフェンや遷移金属カルコゲナイド系物質などの系の厚さが一原子層である原子膜物質に着目し、電荷・スピンに次ぐ、第三の自由度であるバレーの状態に着目した電子物性の光学制御、ベリー接続に着目したトポロジカル物質やデバイスの設計指針の提案を行った。本研究課題の成果によって、原子膜エレクトロニクスデバイスの物理の基礎学理の発展だけでなく、新たなトポロジカル物質やデバイス設計への展開が今後期待できる.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (7件) 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 14件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 12件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] IISER Tirupati(インド)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] 寧波大学(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] IISER Tirupati(インド)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] IISER Tirupati/Indian Statistical Institute(インド)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Phenikaa University(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Exeter University(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] SMCEBI(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Theory of Pressure-Induced Rejuvenation and Strain Hardening in Metallic Glasses2021

    • 著者名/発表者名
      Anh D Phan, Alessio Zaccone, Vu D Lam, Katsunori Wakabayashi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 126 号: 2 ページ: 025502-025502

    • DOI

      10.1103/physrevlett.126.025502

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ab-initio investigation of preferential triangular self-formation of oxide heterostructures of monolayer WSe22020

    • 著者名/発表者名
      Soumya Ranjan Das, Katsunori Wakabayashi, Kazuhito Tsukagoshi, Sudipta Dutta
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 21737-21737

    • DOI

      10.1038/s41598-020-78812-2

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural relaxation time and dynamic shear modulus of glassy graphene2020

    • 著者名/発表者名
      Tran Dinh Cuong, Anh D Phan, Katsunori Wakabayashi, Pham Thanh Huy
    • 雑誌名

      Journal of Non-Crystalline Solids

      巻: 538 ページ: 120024-120024

    • DOI

      10.1016/j.jnoncrysol.2020.120024

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Purely in-plane ferroelectricity in monolayer SnS at room temperature2020

    • 著者名/発表者名
      Higashitarumizu Naoki、Kawamoto Hayami、Lee Chien-Ju、Lin Bo-Han、Chu Fu-Hsien、Yonemori Itsuki、Nishimura Tomonori、Wakabayashi Katsunori、Chang Wen-Hao、Nagashio Kosuke
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1038/s41467-020-16291-9

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Theoretical and Experimental Study of Compression Effects on Structural Relaxation of Glass-Forming Liquids2020

    • 著者名/発表者名
      Anh D Phan, Agnieszka Jedrzejowska, Marian Paluch, Katsunori Wakabayashi
    • 雑誌名

      ACS omega

      巻: 5 号: 19 ページ: 11035-11042

    • DOI

      10.1021/acsomega.0c00860

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of Mid‐Infrared Graphene Plasmons on Photothermal Heating2020

    • 著者名/発表者名
      Anh D Phan, Do T Nga, Do Chi Nghia, Vu Dinh Lam, Katsunori Wakabayashi
    • 雑誌名

      physica status solidi (RRL);Rapid Research Letters

      巻: 14 号: 3 ページ: 1900656-1900656

    • DOI

      10.1002/pssr.201900656

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Deep Learning for the Inverse Design of Mid-Infrared Graphene Plasmons2020

    • 著者名/発表者名
      Phan Anh D.、Nguyen Cuong V.、Linh Pham T.、Huynh Tran V.、Lam Vu D.、Le Anh-Tuan、Wakabayashi Katsunori
    • 雑誌名

      Crystals

      巻: 10 号: 2 ページ: 125-125

    • DOI

      10.3390/cryst10020125

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular relaxations in supercooled liquid and glassy states of amorphous gambogic acid: Dielectric spectroscopy, calorimetry, and theoretical approach2020

    • 著者名/発表者名
      Phan Anh D.、Thu Thuy Tran Thi、Kim An Nguyen Thi、Knapik-Kowalczuk Justyna、Paluch Marian、Wakabayashi Katsunori
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 10 号: 2 ページ: 025128-025128

    • DOI

      10.1063/1.5139101

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Momentum-selective optical absorption in triptycene molecular membrane2020

    • 著者名/発表者名
      Akita Masashi、Fujii Yasumaru、Maruyama Mina、Okada Susumu、Wakabayashi Katsunori
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 101 号: 8 ページ: 085418-085418

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.085418

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Confinement effects on the solar thermal heating process of TiN nanoparticle solutions2019

    • 著者名/発表者名
      Phan Anh D.、Le Nam B.、Nghiem T. H. Lien、Woods Lilia M.、Ishii Satoshi、Wakabayashi Katsunori
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 21 号: 36 ページ: 19915-19920

    • DOI

      10.1039/c9cp03571k

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Theoretical Model for the Structural Relaxation Time in Coamorphous Drugs2019

    • 著者名/発表者名
      Phan Anh D.、Knapik-Kowalczuk Justyna、Paluch Marian、Hoang Trinh X.、Wakabayashi Katsunori
    • 雑誌名

      Molecular Pharmaceutics

      巻: 16 号: 7 ページ: 2992-2998

    • DOI

      10.1021/acs.molpharmaceut.9b00230

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Photonic crystal nanocavity based on a topological corner state2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Ota, F. Liu, R. Katsumi, K. Watanabe, K. Wakabayashi, Y. Arakawa, and S. Iwamoto
    • 雑誌名

      Optica

      巻: 6 号: 6 ページ: 786-789

    • DOI

      10.1364/optica.6.000786

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Topological edge states in the Su-Schrieffer-Heeger model2019

    • 著者名/発表者名
      Obana Daichi、Liu Feng、Wakabayashi Katsunori
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 100 号: 7 ページ: 075437-075437

    • DOI

      10.1103/physrevb.100.075437

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Topological edge states induced by the Zak phase in A3B monolayers2019

    • 著者名/発表者名
      Kameda Tomoaki、Liu Feng、Dutta Sudipta、Wakabayashi Katsunori
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 99 号: 7 ページ: 075426-075426

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.075426

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Helical Topological Edge States in a Quadrupole Phase2019

    • 著者名/発表者名
      Liu Feng、Deng Hai-Yao、Wakabayashi Katsunori
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 122 号: 8 ページ: 086804-086804

    • DOI

      10.1103/physrevlett.122.086804

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electronic Structure of Two-Dimensional Hydrocarbon Networks of sp2 and sp3 C Atoms2018

    • 著者名/発表者名
      Fujii Yasumaru、Maruyama Mina、Wakabayashi Katsunori、Nakada Kyoko、Okada Susumu
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 号: 3 ページ: 034704-034704

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.034704

    • NAID

      120007134236

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Layer-by-Layer Oxidation Induced Electronic Properties in Transition-Metal Dichalcogenides2018

    • 著者名/発表者名
      Soumya Ranjan Das, Katsunori Wakabayashi, Mahito Yamamoto, Kazuhito Tsukagoshi, Sudipta Dutta
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 号: 29 ページ: 17001-17007

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b05857

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Multilayered Plasmonic Nanostructures for Solar Energy Harvesting2018

    • 著者名/発表者名
      Phan Anh D.、Le Nam B.、Lien Nghiem T. H.、Wakabayashi Katsunori
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 号: 34 ページ: 19801-19806

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b05769

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Topological States of 2D SSH Model and Photonics Extension2021

    • 著者名/発表者名
      K. Wakabayashi
    • 学会等名
      The 3rd ICYS & MANA Reunion Workshop
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Topological Valley States in Honeycomb Photonic Crystals2021

    • 著者名/発表者名
      Huyen T. Phan, F. Liu, K. Wakabayashi
    • 学会等名
      MANA International Symposium 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical induced Spin Current of Monolayer NbSe22021

    • 著者名/発表者名
      R. Habara, K. Wakabayashi
    • 学会等名
      MANA International Symposium 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Topological Corner States of Hexagonal Photonic Crystals with Broken Inversion Symmetry2021

    • 著者名/発表者名
      Huyen T. Phan, F. Liu, K. Wakabayashi
    • 学会等名
      JSAP
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Optical induced Spin Current of Monolayer NbSe22021

    • 著者名/発表者名
      R. Habara, K. Wakabayashi
    • 学会等名
      The 60th Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 第一原理計算を用いた SnS 薄膜の振動モード解析2021

    • 著者名/発表者名
      I. Yonemori, Sudipta Dutta, K. Nagashio, K. Wakabayashi
    • 学会等名
      JSAP
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical Study on Raman Active Modes of SnS Thin Films2021

    • 著者名/発表者名
      Itsuki Yonemori, Sudipta Dutta, K. Nagashio, K. Wakabayashi
    • 学会等名
      The 60th Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Optical induced Spin Current of Monolayer NbSe22021

    • 著者名/発表者名
      R. Habara, K. Wakabayashi
    • 学会等名
      ATI研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Topological Properties of Graphene and Photonic Extension2020

    • 著者名/発表者名
      K. Wakabayashi
    • 学会等名
      The International Symposium on Advanced Science and Technology (ISAST)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Topological edge and corner states in 2D SSH model2019

    • 著者名/発表者名
      Feng Liu, Katsunori Wakabayashi
    • 学会等名
      RPGR2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Topological Edge States of 2D SSH Model: Analytical View2019

    • 著者名/発表者名
      Daichi Obana, Feng Liu, Katsunori Wakabayashi
    • 学会等名
      RPGR2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical Study on Circularly Polarized Light Absorption in Triptycene Molecular Membrane2019

    • 著者名/発表者名
      Masashi Akita, Yasumaru Fujii, Mina Maruyama, Susumu Okada, Katsunori Wakabayashi
    • 学会等名
      RPGR2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vibrational mode analysis of SnS thin films by density functional perturbation theory2019

    • 著者名/発表者名
      I. Yonemori, S. Dutta, K. Nagashio, K. Wakabayashi
    • 学会等名
      RPGR2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2DSSHモデルにおけるトポロジカルエッジ状態の解析計算2019

    • 著者名/発表者名
      尾花大地, LIU Feng, 若林克法
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [学会発表] トリプチセン分子膜における架橋構造と偏光依存性2019

    • 著者名/発表者名
      秋田将志, 藤井康丸, 丸山実那, 岡田晋, 若林克法
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [学会発表] Optical Absorption of The Circularly-Polarized Light Irradiation in Triptycene Molecular Membrane2019

    • 著者名/発表者名
      Masashi Akita, Yasumaru Fujii, Mina Maruyama, Susumu Okada, Katsunori Wakabayashi
    • 学会等名
      MRM 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Topological and Edge Effects on Electronic States of Graphene and Related Nanomaterials2019

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Wakabayashi
    • 学会等名
      1and2DM
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Topological and Edge Effects on Electronic States of Graphene and Related 2D materials2019

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Wakabayashi
    • 学会等名
      3rd Nippon-Taiwan Workshop on Innovation of Emergent Materials
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Topological and Edge Effects on Electronic States of Graphene and Related 2D materials2019

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Wakabayashi
    • 学会等名
      FNTG
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] トリプチセン分子膜における光吸収の理論的計算2019

    • 著者名/発表者名
      秋田将志, 藤井康丸, 丸山実那, 岡田晋, 若林克法
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Helical topological edge states in a quadrupole phase2019

    • 著者名/発表者名
      LIU Feng, 若林克法
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi