第一原理計算による高効率量子輸送デバイスのデザイン

• 研究課題/領域番号: 24710113
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ナノ構造科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 小野 倫也 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80335372)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 第一原理計算 / 輸送特性 / ナノデバイス / 密度汎関数理論

研究概要

申請者が開発した量子力学に基づく第一原理電子状態・量子輸送特性計算法を改良し、それを用いてナノデバイスの機能評価とデザインを行うことを目的としている。計算手法の改良においては、実空間差分法と非平衡グリーン関数法を組み合わせた輸送特性計算法を開発した。これを用いて、カーボンナノチューブを用いたデバイスの輸送特性の解明や、Ge(001)表面での表面欠陥による伝導電子の散乱ポテンシャルの計算に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] First-principles calculation of scattering potentials of Si-Ge and Sn-Ge dimers on Ge(001) surfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 87(8) ページ: 0853111-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] First-principles study of spin-dependent transport through graphene/BNC/graphene structure (2013)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Ota and Tomoya Ono
  • 雑誌名: Nanoscale Research Letters 巻: 8 ページ: 199-199
  • 査読あり
• [雑誌論文] Convergence of the Broyden density mixing method in noncollinear magnetic systems (2013)
  • 著者名/発表者名: Marcus Heide and Tomoya Ono
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 82(11) ページ: 1147061-10
  • NAID: 210000132838
  • 査読あり
• [雑誌論文] Doping Effect on Magnetism and Transport Property of Heterojunction between Carbon and Boron Nitride Nanotubes (2013)
  • 著者名/発表者名: Huy Duy Nguyen and Tomoya Ono
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 117(46) ページ: 24115-24120
  • 査読あり
• [雑誌論文] First-principles electronic-structure and transport calculation formalism using real-space grid based method (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1558 ページ: 1524-1527
  • 査読あり
• [雑誌論文] First-principles transport calculation method based on real-space finite-difference nonequilibrium Green's function scheme (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono, Yoshiyuki Egami, and Kikuji Hirose
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 86(19) ページ: 1954061-13
  • NAID: 120006985802
  • 査読あり
• [雑誌論文] First-principles study on transport property of peapods (2012)
  • 著者名/発表者名: Takashi Kojima and Tomoya Ono
  • 雑誌名: Current Applied Physics 巻: 12(3) ページ: S100-S104
  • DOI: 10.1016/j.cap.2012.04.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] First-principles calculation methods for obtaining scattering waves to investigate transport properties of nanostructures (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono, Yoshitaka Fujimoto, and Shigeru Tsukamoto
  • 雑誌名: Quantum Matter 巻: 1(1) 号: 1 ページ: 4-19
  • DOI: 10.1166/qm.2012.1002
  • 査読あり
• [学会発表] First-principles study on electron transport property of nanoscale systems (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono
  • 学会等名: International Symposium of Computational Science 2013 Special Session [Spintronics : First-Principles Simulation & Measurement]
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
• [学会発表] First-principles study on scattering properties of nanostructures (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono
  • 学会等名: International Workshop of Computational Nano-Materials Design on Green Energy, JSPS Core-to-Core Program Workshop
  • 発表場所: Awaji, Japan
• [学会発表] First-principles electronic-structure and transport calculation formalism using real-space grid based method (Plenary talk) (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono
  • 学会等名: Computational and theoretical analysis of grid-based quantum many-body theory
  • 発表場所: Rhodes, Greece
• [学会発表] Real-space grid-based calculations for electronic structures and transport properties of nanoscale devices (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono
  • 学会等名: CMSI International Satellite Meeting 2013"Novel Electronic Structure Method"
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] First-principles study on transport property of defects at surface and interface (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono
  • 学会等名: The 16^<th> Asian Workshop on First-principles Electronic Structure Calculations
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] First-principles study on electronic structures of defects on surface and interface (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono
  • 学会等名: International Conference on Small Science
  • 発表場所: Las Vegas, USA
• [学会発表] First-principles electronic-structure and transport calculation formalism using real-space grid based method (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono
  • 学会等名: Computational and theoretical analysis of grid-based quantum many-body theory
  • 発表場所: Rhodes, Greece
  • 招待講演
• [学会発表] Real-space grid-based calculations for electronic structures and transport properties of nanoscale devices (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono
  • 学会等名: CMSI International Satellite Meeting 2013 “Novel Electronic Structure Method”
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] First-principles study on transport property of defects at surface and interface (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono
  • 学会等名: The 16th Asian Workshop on First-principles Electronic Structure Calculations
  • 発表場所: Beijing, China
  • 招待講演
• [学会発表] First-principles study on electron transport property of nanoscale systems (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono
  • 学会等名: International Symposium of Computational Science 2013 Special Session [Spintronics: First-Principles Simulation & Measurement]
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Scattering potentials of defects on Ge(001) surfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono
  • 学会等名: 16th International Workshop on Computational Physics and Materials Science: Total Energy and Force Methods
  • 発表場所: Trieste, Italy
• [学会発表] First-principles study on scattering potentials of defects on Ge(001) surfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono
  • 学会等名: APS March Meeting 2013
  • 発表場所: Baltimore, Japan
• [学会発表] First-principles study on transport properties of carbon based nano-systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono
  • 学会等名: Material Simulation in Petaflops
  • 発表場所: Kashiwa, Japan
• [学会発表] Atomic configuration and transport property of electron-beam irradiated C60 film, International Symposium on Carbon Nanotube Nanoelectronics (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono
  • 学会等名: International Symposium on Carbon Nanotube Nanoelectronics
  • 発表場所: Nagoya, Japan
• [学会発表] Fully spin-dependent transport property of graphene nanoflake (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono
  • 学会等名: International Conference on Nanoscience + Technology
  • 発表場所: Paris, France
• [学会発表] First-principles transport calculation method using real-space finite-difference NEGF scheme (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono
  • 学会等名: International Symposium on Computics: Quantum Simulation and Design
  • 発表場所: Osaka, Japan
• [学会発表] First-Principles Study on Scattering Potentials of Defects on Ge(001) Surfaces (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono
  • 学会等名: 15th Asian Workshop on First-Principles Electronic Structure Calculations
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
• [学会発表] First-principles study on transport properties of nanostructures (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Ono
  • 学会等名: Core-to-core Groningen workshop 2012
  • 発表場所: Groningen, The Netherlands
• [図書] 第2章表面界面物性シミュレーション,超精密加工と表面科学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小野倫也
  • 出版者: 大阪大学出版会