非平衡な分子状態下で起こる超高速励起エネルギー輸送現象の解明とその非線形分光学

• 研究課題/領域番号: 20750010
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 金 賢得 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教 (30378533)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2010年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2009年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2008年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: ナノマテリアル / 光励起ダイナミクス / 超高速非平衡現象 / 量子ダイナミクス / 量子ドット / 時間依存第一原理シミュレーション / 分子動力学シミュレーション / 核量子効果 / 半量子MDシミュレーション / 水のダイナミクスと構造 / 水素結合組換ダイナミクス / 非平衡輸送 / 量子散逸系 / 非線形スペクトロスコピー

研究概要

二重らせんDNA鎖や量子ドットなど次世代ナノ素子内で引き起こされる光励起後のダイナミクスについて、その特性を新しい数値実験手法を開発することで、考察した。本研究により発見された新しい機構は、次世代太陽エネルギー素子の開発に貢献できるものであると期待される。また、計算負荷を格段に抑えた新しい半量子分子動力学数値実験法を開発した。この新手法は、液体水のダイナミクスだけでなく、水中の化学反応や生体分子ダイナミクスを理解するに当たり、新しい化学的物理的知見を与えうるものである。

研究成果

• [雑誌論文] Time-Domain ab Initio Study of Auger and Phonon-Assisted Auger Processes in a Semiconductor Quantum Dot (2011)
  • 著者名/発表者名: Kim Hyeon-Deuk, Oleg V.Prezhdo
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Effects of Hydrogen Atoms on the Dynamical Rearrangement of Hydrogen-bond Networks in Liquid Water PHYSICS OF WATER AND HYDROGEN-BONDED SOLVENTS (2010)
  • 著者名/発表者名: Kim Hyeon-Deuk, Koji Ando
  • 雑誌名: J.Chem.Phys., Virtual Journal of Biological Physics Research Vol.132,Vol.19 Issue 9 ページ: 164507-164507
• [雑誌論文] Quantum Effects of Hydrogen Atoms on the Dynamical Rearrangement of Hydrogen-bond Networks in Liquid Water (2010)
  • 著者名/発表者名: Kim Hyeon-Deuk, Koji Ando
  • 雑誌名: Journal of Chemical Physics 巻: 132 ページ: 164507-164507
  • NAID: 120002191880
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Effects of Hydrogen Atoms on the Dynamical Rearrangement of Hydrogen-bond Networks in Liquid Water (2010)
  • 著者名/発表者名: KIM, Hyeon-Deuk ANDO, Koji
  • 雑誌名: The Journal of Chemical Physics (in press)
  • NAID: 120002191880
  • 査読あり
• [雑誌論文] Semiquantum Molecular Dynamics Simulation of Liquid Water by Time-dependent Hartree approach JCP's Top 20 Most Downloaded Articles(August, 2009) PHYSICS OF WATER AND HYDROGEN-BONDED SOLVENTS (2009)
  • 著者名/発表者名: Kim Hyeon-Deuk, Koji Ando
  • 雑誌名: J.Chem.Phys., Virtual Journal of Biological Physics Research Vol.131,Vol.18 Issue 4 ページ: 64501-64501
• [雑誌論文] Symmetric Band Structures and Asymmetric Ultrafast Electron and Hole Relaxations in Silicon and Germanium Quantum Dots : Time-Domain Ab Initio Simulation Prezhdo (2009)
  • 著者名/発表者名: Kim Hyeon-Deuk, Angeline B.Madrid, Oleg V.
  • 雑誌名: Dalton Transaction(selected as Special Issue) Issue 45 ページ: 10069-10077
• [雑誌論文] Phonon-Induced Dephasing of Excitons in Semiconductor Quantum Dots : Multiple Exciton Generation, Fission, and Luminescence Prezhdo (2009)
  • 著者名/発表者名: Angeline B.Madrid, Kim Hyeon-Deuk, Oleg V.
  • 雑誌名: ACS Nano Vol.3 ページ: 2487-2494
• [雑誌論文] Semiquantum Molecular Dynamics Simulation of Liquid Water by Time-denpendent Hartree approach (2009)
  • 著者名/発表者名: KIM, Hyeon-Deuk ANDO, Koji
  • 雑誌名: The Journal of Chemical Physics 131 ページ: 64501-64501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast Exciton Dynamics in DNA and its Nonlinear Optical Spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Kim Hyeon-Deuk, Yoshitaka Tanimura, Minheang Cho
  • 雑誌名: J.Chem.Phys., Virtual Journal of Biological Physics Research DNA CONFORMATIONAL DYNAMICS Vol.128,Vol.15 Issue 8 ページ: 135102-135102
• [雑誌論文] Ultrafast exciton dynamics in DNA and its nonlinear optical spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: KIM, H.-D., Y.Tanimura, M.Cho
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 128
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-Domain ab Initio Study of Auger and Phonon-Assisted Auger Processes in a Semiconductor Quantum Dot
  • 著者名/発表者名: Kim Hyeon-Deuk, Oleg V.
  • 雑誌名: Prezhdo, Nano Lett. in press
• [学会発表] Symmetric band structures and asymmetric ultrafast electron/hole relaxations in Si and Ge quantum dots (2011)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] Si及びGe量子ドットの対称なバンド構造における非対称な電子・正孔励起エネルギー緩和 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: 2011年春季第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] Si及びGe量子ドットの対称なバンド構造における非対称な電子・正孔励起エネルギー緩和 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: 2011年春季 第58回 応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] Nonequilibrium Phenomena in Nano Materials (2011)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: Theoretical Molecular Science Meeting between IMS and Kyoto University
  • 発表場所: 分子科学研究所
  • 年月日: 2011-03-18
• [学会発表] Symmetric Band Structures and Asymmetric Ultrafast Electron and Hole Relaxations in Silicon and Germanium Quantum Dots (2011)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: 物性研・CMSI・次世代ナノ情報合同研究会「計算物質科学の課題と展望」
  • 発表場所: 東京大学物性研究所
  • 年月日: 2011-01-06
• [学会発表] Symmetric Band Structures and Asymmetric Ultrafast Electronand Hole Relaxations in Silicon and Germanium Quantum Dots (2011)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: 物性研・CMSI・次世代ナノ情報 合同研究会「計算物質科学の課題と展望」
  • 発表場所: 東京大学物性研究所
  • 年月日: 2011-01-06
• [学会発表] Symmetric Band Structures and Asymmetric Ultrafast Electron and Hole Relaxations in Silicon and Germanium Quantum Dots (2010)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: 第8回京都大学福井謙一記念研究センターシンポジウム
  • 発表場所: 京都大学福井謙一記念研究センター
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] Semiquantum molecular dynamics simulation of liquid water (2010)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: 第24回分子シミュレーション討論会
  • 発表場所: 福井県県民ホール
  • 年月日: 2010-11-24
• [学会発表] Symmetric Band Structures and Asymmetric Ultrafast Electron and Hole Relaxations in Silicon and Germanium Quantum Dots : Time-Domain Ab Initio Simulation (2010)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: 半導体における動的相関電子系の光科学Optical Science of Dynamically Correlated Electrons (DYCE)」DYCE若手道場2010
  • 発表場所: 有馬温泉メープル有馬
  • 年月日: 2010-10-05
• [学会発表] Symmetric Band Structures and Asymmetric Ultrafast Electron and Hole Relaxations in Silicon and Germanium Quantum Dots : Time-Domain Ab Initio Simulation (2010)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: 「半導体における動的相関電子系の光科学Qptical Science of Dynamically Correlated Electrons (DYCE)」DYCE若手道場2010
  • 発表場所: 有馬温泉 メープル有馬
  • 年月日: 2010-10-05
• [学会発表] Semiquantum Molecular Dynamics Simulation of Liquid Water-Dynamics (2010)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: 日本物理学会平成22年度秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] Semiquantum Molecular Dynamics Simulation of Liquid Water-Theory and Static Properties (2010)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: 日本物理学会平成22年度秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] Semiquantum Molecular Dynamics Simulation of Liquid Water-Theory and Static Properties (2010)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: 日本物理学会 平成22年度 秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] Semiquantum Molecular Dynamics Simulation of Liquid Water-Dynamics (2010)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: 日本物理学会 平成22年度 秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] 1次元および2次元振動分光スペクトルにおける量子効果と緩和の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: 第4回分子科学討論会2010
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] Semiquantum Molecular Dynamics Simulation of Liquid Water (2010)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: 第13回理論化学討論会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館
  • 年月日: 2010-05-25
• [学会発表] Semiquantum Molecular Dynamics Simulation of Liquid Water (2010)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: 第13回理論化学討論会
  • 発表場所: 北海道大学 学術交流会館
  • 年月日: 2010-05-25
• [学会発表] Semiquantum Molecular Dynamics Simulation of Liquid Water by Time-dependent Hartree approach (2010)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: Spring 2010 National Meeting & Exposition
  • 発表場所: Moscone Center, San Francisco, USA
  • 年月日: 2010-03-23
• [学会発表] Semiquantum Molecular Dynamics Simulation of Liquid Water by Time-dependent Hartree Approach (2010)
  • 著者名/発表者名: KIM, Hyeon-Deuk
  • 学会等名: American Chemical Society National Meeting
  • 発表場所: Moscone Center (San Francisco, USA)
  • 年月日: 2010-03-23
• [学会発表] Symmetric Band Structures and Asymmetric Ultrafast Electron and Hole Relaxations in Silicon and Germanium Quantum Dots : Time-Domain Ab Initio Simulation CREST International Symposium on Theory and Simulations of Complex Molecular Systems and International Symposium on Theory of Molecular Structure, Function and Reactivity, Celebrating Prof. (2009)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: Morokuma's 75th Birthday
  • 発表場所: 京都大学福井謙一記念研究センター
  • 年月日: 2009-07-20
• [学会発表] Symmetric Band Structures and Asymmetric Ultrafast Electron and Hole Relaxations in Silicon and Germanium Quantum Dots : Time-Domain Ab Initio Simulation (2009)
  • 著者名/発表者名: KIM, Hyeon-Deuk
  • 学会等名: CREST Int.Symposium on Theory and Simulations of Complex Molecular Systems and Int.Symposium on Theory of Molecular Structure, Function and Reactivity
  • 発表場所: 京都大学福井謙一記念センター(京都市)
  • 年月日: 2009-07-20
• [学会発表] Symmetric Band Structures and Asymmetric Ultrafast Electron and Hole Relaxations in Silicon and Germanium Quantum Dots : Time-Domain Ab Initio Simulation, International Symposium on (2009)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: Reaction Dynamics of Many-Body Chemical Systems
  • 発表場所: 京都大学・京都ガーデンパレス
  • 年月日: 2009-06-23
• [学会発表] Symmetric Band Structures and Asymmetric Ultrafast Electron and Hole Relaxations in Silicon and Germanium Quantum Dots : Time-Domain Ab Initio Simulation (2009)
  • 著者名/発表者名: KIM, Hyeon-Deuk
  • 学会等名: International Symposium on "Reaction Dynamics of Many-Body Chemical Systems"
  • 発表場所: 京都ガーデンパレス (京都市)
  • 年月日: 2009-06-23
• [学会発表] Ultrafast exciton transfers in DNA and its nonlinear optical spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: ACS National Meeting
  • 発表場所: Salt Palace Convention Center
  • 年月日: 2009-03-25
• [学会発表] Ultrafast exciton transfers in DNA and its nonlinear optical spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Kim, H-D
  • 学会等名: The 237th American Chemical Society National Meeting
  • 発表場所: Salt Palace Convension Center(Salt Lake, USA)
  • 年月日: 2009-03-25
• [学会発表] Ultrafast exciton transfers in DNA and its nonlinear optical spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: 第二回分子科学討論会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2008-09-27
• [学会発表] Ultrafast exciton transfers in DNA and its nonlinear optical spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: 4th International Conference on Multidimensional Spectroscopy
  • 発表場所: 京都大学福井謙一記念研究センター
  • 年月日: 2008-08-30
• [学会発表] Ultrafast exciton transfers in DNA and its nonlinear optical spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: 第48回科協学術報告会
  • 発表場所: 国立オリンピック記念センター
  • 年月日: 2008-07-26
• [学会発表] Ultrafast exciton transfers in DNA and its nonlinear optical spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: グローバルCOE「統合物質科学」平成19年度報告会
  • 発表場所: 京都大学桂キャンパス
  • 年月日: 2008-06-06
• [学会発表] Ultrafast exciton transfers in DNA and its nonlinear optical spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter
  • 発表場所: 京都大学芝蘭会館
  • 年月日: 2008-06-02
• [学会発表] Ultrafast Exciton Dynamics in Biomolecules-a Light Harvesting Antenna and a DNA duplex helix- (2008)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: 招待セミナー
  • 発表場所: 原子研・関西光科学研究所
  • 年月日: 2008-05-20
• [学会発表] Ultrafast Exciton Dynamics in Biomolecules-a Light Harvesting Antenna and a DNA duplex helix- (2008)
  • 著者名/発表者名: 金賢得
  • 学会等名: Nonequilibrium Physics Group Seminar
  • 発表場所: 京都大学基礎物理研究所
  • 年月日: 2008-04-10
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.kuchem.kyoto-u.ac.jp/organization/member/kim.html