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界面における電子輸送と化学反応の量子ダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 19350006
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 物理化学
研究機関東京大学

研究代表者

山下 晃一  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40175659)

連携研究者 牛山 浩  東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (40302814)
中村 恒夫  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (30345095)
セルゲイ マンゾス  東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (90534579)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2008年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2007年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
キーワード固体界面 / 電子輸送 / 化学反応 / 量子ダイナミクス / 色素増感型太陽電池 / 電子移動機構 / 分子論的描像 / 第一原理計算 / アナターゼ型酸化チタン表面 / DFT計算 / アンカー効果 / 溶媒効果 / 表面吸着分子 / 密度汎関数法 / 単一分子電気伝導 / 非平衡グリーン関数法 / 電子格子相互作用 / Kohn異常 / 表面電荷密度波
研究概要

従来の量子化学的手法を越えて、(1)固体-分子吸着系(より一般に界面)は量子力学的開放系である、(2)原子核の運動と電子の運動の分離性が明確でない点、を考慮に入れた第一原理計算スキームを確立し、界面での電子移動・電子輸送とそれに誘起される化学反応量子ダイナミクス、具体的には、(1)表面吸着分子のコンダクタンスの定量的計算、(2)表面における電子格子相互作用と電子密度波の解析、(3)色素増感型太陽電池における電子移動機構の分子論的描像、の定量的シミュレーション計算を実施した。

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (40件) (うち査読あり 40件) 学会発表 (7件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Free-Time and Fixed End-Point Optimal Control Theory in Quantum Mechanics : Application to Entanglement Generation2009

    • 著者名/発表者名
      K. Mishima, K. Yamashita
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys. 130

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decoherence of intramolecular vibrational entanglement in polyatomic molecules2009

    • 著者名/発表者名
      K. Mishima, K. Yamashita
    • 雑誌名

      Int.J.Quant.Chem. 109

      ページ: 1827-1833

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A theoretical study of molecular conduction : V. Non-equilibrium Green's function - based Moller Plesset approach2009

    • 著者名/発表者名
      T. Shimazaki, K. Yamashita
    • 雑誌名

      Int.J.Quant.Chem. 109

      ページ: 1834-1840

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First principle calculations of solvated electron at protic solvent-titanium oxide interfaces with vacancies2009

    • 著者名/発表者名
      Takanori Koitaya, Hisao Nakamura, Koichi Yamashita
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.C 113

      ページ: 7236-7245

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Using a neural network based method to solve the vibrational Schrodinger equation for H_2O2009

    • 著者名/発表者名
      Sergei Manzhos, Koichi Yamashita, Tucker Carrington Jr.
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 474

      ページ: 217-221

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of the crystal structure of HfO_2 on the transport properties of model HtO_2/Si/HfO_2 silicon-on-insulator field effect transistors : A combined DFT-scattering theory approach2009

    • 著者名/発表者名
      G. Giorgi, L. R. L. Fonseca, A. Korkin, K. Yamashita
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 79

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Computing Using Molecular Electronic and Vibrational Modes2008

    • 著者名/発表者名
      K. Mishima, K. Tokumo, K. Yamashita
    • 雑誌名

      Chem.Phys. 343

      ページ: 61-75

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systematic Study on Quantum Confinement and Waveguide Effects for Elastic and Inelastic Curents in Atomic Gold Wire : Importance of the Phase Factor for Modeling Electrodes2008

    • 著者名/発表者名
      Hisao Nakamura, Koichi Yamashita
    • 雑誌名

      Nano Lett. 8

      ページ: 6-12

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calculational Aspects of Electron-Phonon Coupling at Surfaces2008

    • 著者名/発表者名
      A. Nojima, K. Yamashita, B. Hellsing
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Condensed Matter 20

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Entanglement of Angular Momenta of Atoms and Molecules2008

    • 著者名/発表者名
      K. Mishima, K. Yamashita
    • 雑誌名

      Int.J.Quant.Chem. 106

      ページ: 1352-1357

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab Initio Study of Temperature and Pressure Dependence of Energy and Phonon-Induced Dephasing of Electronic Excitations in CdSe and PbSe Quantum Dots2008

    • 著者名/発表者名
      H. Kamisaka, S. V. Kilina, K. Yamashita, O. V. Prezhdo
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.C 112

      ページ: 7800-7808

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Zirconium and Hafnium Oxide Interface with Silicon : Computational Study of Stress and Strain Effects2008

    • 著者名/発表者名
      G. Giorgi, A. Korkin, K. Yamashita
    • 雑誌名

      Comp. Materials Science 43

      ページ: 930-937

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Model study of Eliashberg function for surface state2008

    • 著者名/発表者名
      A. Nojima, K. Yamashita, B. Hellsing
    • 雑誌名

      Appplied Surface Science 254

      ページ: 7938-3941

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Model calculation of the electron-phonon coupling in Cs/Cu(111)2008

    • 著者名/発表者名
      A. Nojima, K. Yamashita, B. Hellsing
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 78

      ページ: 35417-35417

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bell State Generation of Multi-Level Systems in the Presence of Complex Entangling Interactions2008

    • 著者名/発表者名
      K. Mishima, K. Yamashita
    • 雑誌名

      Chem.Phys. 352

      ページ: 281-290

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic band structure of transparent conductor : Nb-doped anatase TiO_22008

    • 著者名/発表者名
      T. Hitosugi, H. Kamisaka, K. Yamashita, H. Nogawa, Y. Furubayashi, S. Nakao, N. Yamada, A. Chikamatsu, H. Kumigashira, M. Oshima, Y. Hirose, T. Shimada, T. Hasegawa
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Express 1

    • NAID

      10025083052

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An efficient ab initio method for inelastic transport in nanoscale devices : Analysis of inelastic electron tunneling spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      H. Nakamura, K. Yamashita, A. R. Rocha, S. Sanvito
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 78

      ページ: 235420-235420

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Model calculation of the electron-phonon coupling in Cs/Cu(111)2008

    • 著者名/発表者名
      A.Nojima, K.Yamashita, B.Hellsing
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 78

      ページ: 35417-35417

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Model study of Eliashberg function for surface state2008

    • 著者名/発表者名
      A.Nojima, K.Yamashita, B.Hellsing
    • 雑誌名

      Appplied Surface Science 254

      ページ: 7938-3941

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calculational Aspects of Electron-Phonon Coupling at Surfaces2008

    • 著者名/発表者名
      A.Nojima, K.Yamashita, B.Hellsing
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Condensed Matter 20

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Computing Using Molecular Electronic and Vibrational Modes2008

    • 著者名/発表者名
      K.Mishima, K.Tokumo, K.Yamashita
    • 雑誌名

      Chem.Phys. 343

      ページ: 61-75

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic band structure of transparent conductor : Nb-doped anatase TiO22008

    • 著者名/発表者名
      T.Hitosugi, H.Kamisaka, K.Yamashita, H.Nogawa, Y.Furubayashi, S.Nakao, N.Yamada, A.Chikamatsu, H.Kumigashira, M.Oshima, Y.Hirose, T.Shimada, T.Hasegawa
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Express 1

    • NAID

      210000014172

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Entanglement of Angular Momenta of Atoms and Molecules2008

    • 著者名/発表者名
      K.Mishima, K.Yamashita
    • 雑誌名

      Int.J.Quant.Chem. 106

      ページ: 1352-1357

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab Initio Study of Temperature and Pressure Dependence of Energy and Phonon-Induced Dephasing of Electronic Excitations in CdSe and PbSe Quantum Dots2008

    • 著者名/発表者名
      H.Kamisaka, S.V.Kilina, K.Yamashita, O.V.Prezhdo
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem. 112

      ページ: 7800-7808

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Zirconium and Hafnium Oxide Interface with Silicon : Computational Study of Stress and Strain Effects2008

    • 著者名/発表者名
      G.Giorgi, A.Korkin, K.Yamashita
    • 雑誌名

      Comp.Materials Science 43

      ページ: 930-937

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bell State Generation of Multi-Level Systems in the Presence of Complex Entangling Interactions2008

    • 著者名/発表者名
      K.Mishima, K.Yamashita
    • 雑誌名

      Chem.Phys. 352

      ページ: 281-290

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An efficient ab initio method for inelastic transport in nanoscale devices : Analysis of inelastic electron tunneling spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      H.Nakamura, K.Yamashita, A.R.Rocha, S.Sanvito
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 78

      ページ: 235420-235420

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio ground and excited state potential energy surfaces for NO-Kr complex and dynamics of Kr solids with NO impurity2007

    • 著者名/発表者名
      Juan Carlos Castro-Palacios, Jesus Rubayo-Soneira, Keisaku Ishii, Koichi Yamashita
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys. 126

      ページ: 134315-134315

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A theoretical study of hydrogen adsorption and diffusion on a W(110) surface2007

    • 著者名/発表者名
      A. Nojima, K. Yamashita
    • 雑誌名

      Surf. Science 601

      ページ: 3003-3011

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Computing Using Molecular Vibrational and Rotational Modes2007

    • 著者名/発表者名
      K. Shioya, K. Mishima, K. Yamashita
    • 雑誌名

      Mol.Phys. 105

      ページ: 1283-1295

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation and control of entanglement and arbitrary superposition states in molecular vibrational and rotational modes by using sequential chirped pulses2007

    • 著者名/発表者名
      Kenji Mishima, Kosaku Shioya, Koichi Yamashita
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 442

      ページ: 58-64

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of the Mechanisms of Enhanced Ionization of H2 and H_3^+ in Intense Laser Fields2007

    • 著者名/発表者名
      N. Suzuki, I. Kawata, K. Yamashita
    • 雑誌名

      Chem.Phys. 338

      ページ: 348-353

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The surface stress of the (110) and (100) surfaces of rutile TiO_2 and the effect of water adsorbents2007

    • 著者名/発表者名
      H. Kamisaka, K. Yamashita
    • 雑誌名

      Surf. Science 601

      ページ: 4824-4836

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A theoretical study of molecular conduction : IV. A three-terminal molecular device2007

    • 著者名/発表者名
      T. Shimazaki, K. Yamashita
    • 雑誌名

      Nanotechnology 18

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio study of KN2007

    • 著者名/発表者名
      K. Ishii, T. Taketsugu, K. Yamashita
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys. 127

      ページ: 194307-194307

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio Study of Vibrational Dephasing of Electronic Excitations in Semiconducting Carbon Nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      B. F. Habenicht, H. Kamisaka, K. Yamashita, O. V. Prezhdo
    • 雑誌名

      Nano Lett. 7(11)

      ページ: 3260-3265

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Partitioning of Entangling Interactions in terms of Rotating Wave Approximation : An Approach to the Bell State Generation by Laser Fields2007

    • 著者名/発表者名
      K. Mishima, K. Yamashita
    • 雑誌名

      Chem.Phys. 342

      ページ: 141-150

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A theoretical study of hydrogen adsorption and diffusion on a W(110) surface2007

    • 著者名/発表者名
      A. Nojima and K. Yamashita
    • 雑誌名

      Surf. Science 601

      ページ: 3003-3011

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The surface stress of the (110)and(100) surfaces of rutile TiO2 and the effect of water adsorbents2007

    • 著者名/発表者名
      H. Kamisaka and K. Yamashita
    • 雑誌名

      Surf. Science 601

      ページ: 4824-4836

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A theoretical study of molecular conduction: IV. A three-terminal molecular device2007

    • 著者名/発表者名
      T. Shimazaki and K. Yamashita
    • 雑誌名

      Nanotechnology 18

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] An Efficient ab initio Method for Inelastic Transport in Nanoscale Devices : Analysis of Inelastic Electron Tunneling Spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      H.Nakamura, K.Yamashita
    • 学会等名
      MOLEC
    • 発表場所
      St.Petersburug(ロシア)
    • 年月日
      2008-08-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 酸化チタン系透明導電体の第一原理計算2008

    • 著者名/発表者名
      神坂, 末永, 山下
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会
    • 発表場所
      高知
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Hellsing, Electron-Phonon Coupling and Surface Electronic States of Cs/Cu(111)2008

    • 著者名/発表者名
      Nojima, Yamashita
    • 学会等名
      WATOO08
    • 発表場所
      Sydney (Australia)
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] An Efficient ab initio method for inelastic transport in nanoscale devices : Analysis of inelastic electron tunneling spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, Yamashita
    • 学会等名
      MOLEC08
    • 発表場所
      St. Petersburg (Russia)
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Hellsing, Electron-Phonon Coupling and Surface Electronic States of Cs/Cu(111)2008

    • 著者名/発表者名
      Nojima, Yamashita
    • 学会等名
      6th Ultra Surface Dynamics
    • 発表場所
      Kloster Bivez (Germany)
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Systematic Study on "Waveguide Effects" for Inelastic Currents in Atomic Gold Wire and "Propensity of Symmetry" for IETS in BDT2008

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, Yamashita
    • 学会等名
      APS
    • 発表場所
      New Orleans (USA)
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] An effcient molecular orbital approach for SCF calculations of molecular junctions and waveguide effect2007

    • 著者名/発表者名
      H. Nakamura and K.Yamashita
    • 学会等名
      International Symposium on Molecular Theory for Real Systems
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.tcl.t.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.tcl.t.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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