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ナノチューブデバイスの非平衡電子・熱物性シミュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 20048008
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

山本 貴博  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (30408695)

研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2009年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2008年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワードナノチューブ・フラーレン / 物性理論 / 計算物理
研究概要

金属カーボンナノチューブは非常に高いキャリア移動度と大きな許容電流密度を有することから次世代の高速動作LSIの配線材料としての応用が期待されている。本研究では、カーボンナノチューブにTHz周波数の交流電圧を印加した際の応答関数(アドミッタンス)を非平衡グリーン関数法を用いて数値計算を行った。電極とナノチューブの界面において接触抵抗がない理想的な場合、カーボンナノチューブのTHzアドミッタンスはRL直列回路とRC直列回路を並列につないだ回路と等価な振る舞いを示すことが明らかとなった。更に、フェルミ準位近傍での低エネルギー有効模型に基づく解析計算を行うことにより、等価回路に含まれるインダクタンスLとキャパシタンスCがそれぞれ量子インダクタンスと量子キャパシタンスであることも明らかとなった。接触抵抗を考慮した場合、接触抵抗が大きくなるに従ってアドミッタンスは誘導的アドミッタンスから容量的アドミッタンスへと転移することが明らかとなった。さらに興味深いことに、誘導的アドミッタンスから容量的アドミッタンスへ転移を起こす抵抗値がちょうど量子抵抗e^2/h(スピン自由度あたり)であることが分かった。これらの研究成果は、カーボンナノチューブが示す特異な物性物理現象として興味深いだけでなく、カーボンナノチューブを用いた高速動作LSIの設計に重要な指針を与えるものである。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (24件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Photocurrents in Carbon Nanotubes with Various Diameters under the High-Intensity Laser Irradiation2010

    • 著者名/発表者名
      Satoru Konabe
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 49

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-Electron Pumping from a Quantum Dot into an Electrode2010

    • 著者名/発表者名
      Kenji Sasaoka
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 96

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two Chirality Classes of AC Quantum Transport in Metallic Carbon Nanotubes2010

    • 著者名/発表者名
      山本貴博
    • 雑誌名

      Physical Review B 81

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transient Current Behavior of Nanoscale Objects : Role of Displacement Current and Polaron Effects2009

    • 著者名/発表者名
      Koji Yamada
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 48

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Auger-Recombination Induced Photocurrents in Single-Walled Carbon Nanotubes2009

    • 著者名/発表者名
      Satoru Konabe
    • 雑誌名

      Applied Physics Express 2

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo-Induced Transport Properties of Impurity-Doped Carbon Nanotubes2009

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Hirai
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 48

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] カーボンナノチューブの熱伝導シミュレーション2009

    • 著者名/発表者名
      山本貴博
    • 雑誌名

      日本金属学会誌 73

      ページ: 583-588

    • NAID

      10025156891

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多端子電気伝導シミュレータの開発とカーボンナノチューブへの応用2009

    • 著者名/発表者名
      飛松啓司
    • 雑誌名

      ナノ学会会報 8

      ページ: 21-26

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Using Thermal Gradients for Actuation in the Nanoscale2009

    • 著者名/発表者名
      E. R. Hernandez
    • 雑誌名

      UTAM Symposium on Modelling Nanomaterials and Nanosystems 13

      ページ: 141-150

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bending Robustness of Thermal Conductance of Carbon Nanotubes : Nonequilibrium Molecular Dynamics Simulation2009

    • 著者名/発表者名
      Fumio Nishimura
    • 雑誌名

      Applied Physics Express 2

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Current-Induced Forces in Conducting and Semiconducting Carbon Nanotubes2008

    • 著者名/発表者名
      Yvan Girard
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 100

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of the Electronic Transport in Graphene Nano-Ribbon Devic2008

    • 著者名/発表者名
      Satofumi Souma
    • 雑誌名

      Journal of Computational Electronics 7

      ページ: 390-393

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-Polarized Current Induced by Adatoms in Metallic Carbon Nanotubes2008

    • 著者名/発表者名
      Yvan Girard
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 6

      ページ: 157-160

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] カーボンナノチューブ架橋の誘導性-容量性サセプタンス転移2010

    • 著者名/発表者名
      山本貴博
    • 学会等名
      日本物理学会 第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブ熱伝導シミュレーションの最近の進展2009

    • 著者名/発表者名
      山本貴博
    • 学会等名
      日本熱物性学会「マイクロ・ナノスケールの熱物性とシステムデザイン」
    • 発表場所
      キャンパス・イノベーションセンター(東京)
    • 年月日
      2009-12-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブの交流電気伝導シミュレーション2009

    • 著者名/発表者名
      山本貴博
    • 学会等名
      第29回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      東京都・江戸川区
    • 年月日
      2009-10-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブにおけるオージェ過程を利用した光電流生成2009

    • 著者名/発表者名
      小鍋哲
    • 学会等名
      第29回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      東京都・江戸川区
    • 年月日
      2009-10-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 金属カーボンナノチューブの交流応答とその低周波等価回路2009

    • 著者名/発表者名
      山本貴博
    • 学会等名
      日本物理学会 2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学 黒髪キャンパス
    • 年月日
      2009-09-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 時間依存非平衡グリーン関数法によるナノ構造体の過渡電流解析2009

    • 著者名/発表者名
      笹岡健二
    • 学会等名
      日本物理学会 2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学 黒髪キャンパス
    • 年月日
      2009-09-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブにおける光伝導の励起子効果2009

    • 著者名/発表者名
      小鍋哲
    • 学会等名
      日本物理学会 2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学 黒髪キャンパス
    • 年月日
      2009-09-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Ballistic-Diffusive Thermal Transport in Submicron-meter Carbon Nanotubes2009

    • 著者名/発表者名
      山本貴博
    • 学会等名
      International Symposium on Carbon Nanotube Nanoelectronics
    • 発表場所
      宮城県・松島
    • 年月日
      2009-06-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Auger-Recombination Induced Photocurrents in Carbon Nanotubes2009

    • 著者名/発表者名
      小鍋哲
    • 学会等名
      International Symposium on Carbon Nanotube Nanoelectronics
    • 発表場所
      宮城県・松島
    • 年月日
      2009-06-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Photo-Assisted Transport in Impurity-Doped Carbon Nanotubes2009

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Hirai
    • 学会等名
      International Symposium on Carbon Nanotube Nanoelectronics
    • 発表場所
      宮城県・松島
    • 年月日
      2009-06-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブ熱伝導のバリスティック-拡散クロスオーバー2009

    • 著者名/発表者名
      山本貴博
    • 学会等名
      ナノ学会第7回大会
    • 発表場所
      東京大学・本郷キャンパス
    • 年月日
      2009-05-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 非平衡分子動力学法によるピーポッドと多層カーボンナノチューブの熱伝導度計算2009

    • 著者名/発表者名
      西村史生
    • 学会等名
      日本物理学会、第64回年会
    • 発表場所
      東京、立教大学
    • 年月日
      2009-03-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Molecular-Dynamics Simulations on Thermal Transport in Peapod and Multi-Walled Carbon Nanotube2009

    • 著者名/発表者名
      西村史生
    • 学会等名
      第36回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
    • 発表場所
      愛知、名城大学
    • 年月日
      2009-03-02
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Molecular-Dynamics Simulations on Carbon-Nanotube Phonon Fiber2009

    • 著者名/発表者名
      山本貴博
    • 学会等名
      第36回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
    • 発表場所
      愛知、名城大学
    • 年月日
      2009-03-02
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Dynamics Study of Thermal Transport in Carbon Nanotubes with Atomic Defects and Bending2008

    • 著者名/発表者名
      Fumio Nishimura
    • 学会等名
      The 16th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
    • 発表場所
      静岡県、熱川ハイツ
    • 年月日
      2008-12-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Photo-Induced Electronic Transport in Nitrogen-Doped Carbon Nanotubes2008

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Hirai
    • 学会等名
      The 16th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
    • 発表場所
      静岡県、熱川ハイツ
    • 年月日
      2008-12-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Dynamics Simulations of Thermal Transport through van der Waals Coupling in Carbon Nanotubes2008

    • 著者名/発表者名
      Fumio Nishimura
    • 学会等名
      International Symposium on Surface Science and Nanotechnology
    • 発表場所
      東京、早稲田大学
    • 年月日
      2008-11-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Photoconductance of Carbon Nanotubes : NEGF+DFT Calculations2008

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hayakawa
    • 学会等名
      International Symposium on Surface Science and Nanotechnology
    • 発表場所
      東京、早稲田大学
    • 年月日
      2008-11-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブの準弾道的フォノン熱伝導に関する現象論的アプローチ2008

    • 著者名/発表者名
      山本貴博
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      盛岡市、岩手大学
    • 年月日
      2008-09-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 光照射による半導体CNTの電気伝導制御2008

    • 著者名/発表者名
      早川健
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      盛岡市、岩手大学
    • 年月日
      2008-09-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Qantum Heat Transport in Carbon Nanotubes2008

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Yamamoto
    • 学会等名
      6th US-Japan Joint Seminar on Nanoscale Transport Phenomena Science and Engineering
    • 発表場所
      アメリカ、ボストン
    • 年月日
      2008-07-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Phonon Wavepacket Simulations on Multi-Walled Nanotubes Molecular-dynamics Simulations on Heat Conduction in Peapod2008

    • 著者名/発表者名
      Fumio Nishimura
    • 学会等名
      Transmission of Information and Energy in Nonlinear and Complex Systems 2008
    • 発表場所
      The National University of Sincganore Singanore
    • 年月日
      2008-06-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Phonon Wavepacket Simulations on Multi-Walled Nanotubes2008

    • 著者名/発表者名
      Toru Takahashi
    • 学会等名
      Transmission of Information and Energy in Nonlinear and Complex Systems 2008
    • 発表場所
      The National University of Singanore Singanore
    • 年月日
      2008-06-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] From Coherent to Incoherent Heat Transport in Carbon Nanotubes2008

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Yamamoto
    • 学会等名
      Transmission of Information and Energy in Nonlinear and Complex Systems 2008
    • 発表場所
      The National University of Singanore Singanore
    • 年月日
      2008-06-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] Thermal Transport of Small Systems(Chapter 6 in Oxford Handbook of Nanoscience and Technology : Frontiers and Advances)2010

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Yamamoto
    • 出版者
      Oxford University Press
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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