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ナノ領域における熱制御を目指した移動型局在振動の基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K04020
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
研究機関京都大学

研究代表者

木村 真之  京都大学, 国際高等教育院, 特定講師 (00551376)

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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード局在振動 / 移動型局在振動 / 非線形結合振動子 / 非線形局在振動 / 非線形動力学 / 格子振動 / エネルギー局在現象 / フォノンエンジニアリング / 結合振動子系
研究成果の概要

本研究では,鎖のように変形可能な1次元結合振動子を考え,そこに存在するエネルギー局在振動の基礎的性質,とくに安定性や移動性を明らかにした.また,現実に存在する白雲母結晶の原子振動モデルを用いて静止型・移動型のエネルギー局在振動の性質を検討した.その結果,移動型は崩壊せずに長距離移動可能な場合があることを明らかになり,エネルギー局在振動を用いたナノ領域における熱制御の可能性が示された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

エネルギー局在振動の研究は,変形しない1次元結合振動子におけるものがほとんどであるが,現実の系は変形するのが普通である.本研究では,従来研究に基づいた解析を変形する系に対して適用し,エネルギー局在振動の安定性や移動性について新たな知見を得た.また,ナノ系において長距離移動可能な局在振動解を発見し,エネルギー局在振動の移動メカニズムについて新たな知見を得た.

報告書

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

    (31件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 12件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Approximate solutions for localized modes appearing in resonant circuit array with an external shorted coil2021

    • 著者名/発表者名
      Kimura Masayuki、Mogi Yamato、Doi Shinji
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: 12 号: 2 ページ: 194-204

    • DOI

      10.1587/nolta.12.194

    • NAID

      130008020132

    • ISSN
      2185-4106
    • 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
  • [雑誌論文] 非線形結合振動子におけるエネルギー分布を用いた局在振動検出手法の一検討 (非線形問題)2020

    • 著者名/発表者名
      古田 耀、木村 真之、土居 伸二
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 119(381) ページ: 117-120

    • NAID

      40022155615

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Pterobreathers in a model for a layered crystal with realistic potentials: Exact moving breathers in a moving frame2019

    • 著者名/発表者名
      Archilla Juan F. R.、Doi Yusuke、Kimura Masayuki
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 100 号: 2 ページ: 022206-022206

    • DOI

      10.1103/physreve.100.022206

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 共振回路アレイにおける局在モードの周波数変動抑制のためのコイル配置の検討 (非線形問題)2019

    • 著者名/発表者名
      茂木 大和、木村 真之、土居 伸二
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 118(413) ページ: 85-90

    • NAID

      40021801425

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Supratransmission in discrete one-dimensional lattices with the cubic?quintic nonlinearity2018

    • 著者名/発表者名
      Togueu Motcheyo Alain Bertrand、Kimura Masayuki、Doi Yusuke、Tchawoua Cl?ment
    • 雑誌名

      Nonlinear Dynamics

      巻: 95 号: 3 ページ: 2461-2468

    • DOI

      10.1007/s11071-018-4707-y

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] FPU鎖の端点加振により生成される移動型ILMと波束に関する数値的検討2018

    • 著者名/発表者名
      田中 宗一郎、木村 真之、土居 伸二
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 118(15) ページ: 9-13

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 柔軟なFPU-KG混合格子における回転型非線形局在振動の安定性と移動性に関する数値的検討2021

    • 著者名/発表者名
      山口 郁馬, 木村 真之, 土居 伸二
    • 学会等名
      電子情報通信学会非線形問題研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 2次元共振回路アレイにおける局在モードの近似解に関する一検討2021

    • 著者名/発表者名
      杉田 昌太郎, 木村 真之, 土居 伸二
    • 学会等名
      2021年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 磁気結合2自由度振動子列における移動型局在振動の数値的検討2021

    • 著者名/発表者名
      木村 真之, Lee Jung-Jin, 土居 伸二
    • 学会等名
      2021年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Localized modes induced by distributed impurities in resonant circuit arrays2020

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Kimura, Yamato Mogi, Shinji Doi
    • 学会等名
      The 13th CHAOS 2020 International Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A tight-binding model for charge transport in silicate layers2020

    • 著者名/発表者名
      Juan F. R. Archilla, Yusuke Doi, Masayuki Kimura
    • 学会等名
      The 13th CHAOS 2020 International Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental observation of supratransmission in a mass-spring chain with suppression effect of reflection2020

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Watanabe, Masayuki Kimura
    • 学会等名
      2020 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Finding moving intrinsic localized modes based on stability of static intrinsic localized modes in flexible FPU-KG mixed lattices2020

    • 著者名/発表者名
      Ikuma Yamaguchi, Masayuki Kimura, Shinji Doi
    • 学会等名
      2020 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非線形結合振動子におけるエネルギー分布を用いた局在振動検出手法の一検討2020

    • 著者名/発表者名
      古田 耀、木村 真之、土居 伸二
    • 学会等名
      電子情報通信学会非線形問題研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 2 次元平面におかれたFPU-KG混合モデルにおける空間局在モードの分岐と安定性に関する一検討2020

    • 著者名/発表者名
      山口 郁馬、木村 真之、土居 伸二
    • 学会等名
      2020年 電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Moving Intrinsic Localized Modes in a Mixed Model of Fermi-Pasta-Ulam and Nonlinear Klein-Gordon Lattice2019

    • 著者名/発表者名
      Kimura Masayuki, F.R. Archilla Juan, Doi, Yusuke
    • 学会等名
      JSLoc 2019: Japanese-Spanish Symposium on Energy Localization in Nonlinear Lattices
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pterobreathers: wing and breather frequencies in their moving frame2019

    • 著者名/発表者名
      F.R. Archilla Juan, Doi, Yusuke, Kimura Masayuki
    • 学会等名
      JSLoc 2019: Japanese-Spanish Symposium on Energy Localization in Nonlinear Lattices
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analytical solutions of localized modes induced by a receiving coil on resonant circuit array with nearest neighbor coupling2019

    • 著者名/発表者名
      Mogi Yamato, Kimura Masayuki, Doi Shinji
    • 学会等名
      2019 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Energy and charge transport in a silicate layer2019

    • 著者名/発表者名
      F.R. Archilla Juan, Doi, Yusuke, Kimura Masayuki
    • 学会等名
      2019 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 共振回路アレイにおける局在モードの解析的導出2019

    • 著者名/発表者名
      茂木 大和、木村 真之、土居 伸二
    • 学会等名
      2019年 電子情報通信学会 NOLTAソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 共振回路アレイにおける局在モードの周波数変動抑制のためのコイル配置の検討 (非線形問題)2019

    • 著者名/発表者名
      茂木 大和、木村 真之、土居 伸二
    • 学会等名
      電子情報通信学会非線形問題研究会(2019-01-NLP-NC)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Bifurcation of Intrinsic Localized Modes in Perturbed Pairwise Interaction Symmetric Lattice2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura Masayuki、Doi Yusuke、Yoshimura Kazuyuki
    • 学会等名
      2018 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Breathers and tail-breathers in a realistic model of a silicate2018

    • 著者名/発表者名
      F.R. Archilla Juan、Doi Yusuke、Kimura Masayuki
    • 学会等名
      2018 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Numerical Study on Generating Condition of a train of Moving ILMs by Exciting an Edge of Stretched FPU Chain with an Impurity2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Soichiro、Kimura Masayuki、Doi Shinji
    • 学会等名
      2018 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Moving Intrinsic Localized Modes in Perturbed Pairwise Interaction Symmetric Lattice2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura Masayuki
    • 学会等名
      International Conference on Nonlinear Localization in Lattices
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 不純物を導入したFPU鎖の端点加振による移動型ILMの周期的生成に関する数値的検討2018

    • 著者名/発表者名
      田中 宗一郎、木村 真之、土居 伸二
    • 学会等名
      2018年 電子情報通信学会 NOLTAソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 空間的に不規則な摂動による非線形局在振動の崩壊に関する一検討2018

    • 著者名/発表者名
      木村 真之、吉見 悠河、土井 祐介、土居 伸二
    • 学会等名
      第62回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] FPU鎖の端点加振により生成される移動型ILMと波束に関する数値的検討2018

    • 著者名/発表者名
      田中 宗一郎、木村 真之、土居 伸二
    • 学会等名
      電子情報通信学会非線形問題研究会(2018-04-NLP)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 京都大学教育研究活動データベース

    • URL

      https://kyouindb.iimc.kyoto-u.ac.jp/j/sJ4yL

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 木村真之の教育・研究活動

    • URL

      https://turbine.kuee.kyoto-u.ac.jp/~kimura/indexJ.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 京都大学 教育研究活動データベース

    • URL

      https://kyouindb.iimc.kyoto-u.ac.jp/j/sJ4yL

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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