| 研究課題/領域番号 |
21K03935
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 摂南大学 (2022-2023)
京都大学 (2021) |
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研究代表者 |
木村 真之 摂南大学, 理工学部, 准教授 (00551376)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| 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 / 2次元格子 / 非線形格子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は，非線形格子におけるエネルギー局在現象，とくに移動型局在振動の性質解明を目指したものである。移動型局在振動は運動エネルギーを運ぶことができる。つまり，ナノ領域では熱輸送キャリアとなり得るため，新たな熱制御デバイスへ応用できる可能性がある。しかしながら，どの程度の距離を移動できるか，どの程度の時間存在できるかという点は未だ未解明である。力学的安定性はこのようなキャリアの寿命に直結した重要な性質である。本課題では，このような基礎的な性質の解明を，数値的な解析及び実験的な検証の両面からアプローチする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では2次元非線形格子における移動型局在振動の性質を理解することを目指し，柔軟な1次元非線形格子や2次元スカラー格子での移動型局在振動について検討を行った。その結果，静止型局在振動解から移動型局在振動解を推定する手法が確立され，2次元FPUTスカラー格子での移動型局在振動の生成に成功した。また，柔軟な1次元非線形格子を実験的に構成し，端点加振による移動型局在振動の生成，および観察に成功した。また，同格子を力学モデルとして定式化し，数値解析を行った。その結果，1次元非線形格子の周囲に配置された振動子が静止型，および移動型局在振動を安定化させることが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，これまで1次元格子において進められてきた非線形な移動型局在振動の解析を2次元以上の系に拡張し，より現実的な系における移動型局在振動の性質の一端を明らかにしたものである。特に移動型局在振動解の高精度な推定方法は，これまでほとんど明らかにされてこなかった移動型局在振動の詳しい性質の探究を可能にするもので，学術意義が高いと考えられる。また，現実的な系での解析は，移動型局在振動と余剰電子との相互作用について示唆を与えるもので有り，将来的に絶縁物質中の電荷輸送の研究につながることが期待される。
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