第一原理計算に基づくシリコンナノシートの有機分子修飾による機能化

• 研究課題/領域番号: 24740297
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物物理・化学物理
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 森下 徹也 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノ材料研究部門, 主任研究員 (10392672)
• 研究協力者: SPENCER Michelle J. S. RMIT University ; 中野 秀之 豊田中央研究所
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: ナノシート / シリセン / シリコン / 第一原理 / 分子動力学 / 有機分子 / 有機修飾

研究成果の概要

本研究では、近年注目を集めている2次元ナノ物質の一つであるSiナノシート（シリセン）、特に有機分子修飾されたSiナノシートの構造と電子物性の解明を実施した。ナノシートは体積に対する表面積の割合が高いため、2次電池電極や太陽電池、分子センサーなどへの応用が期待されている。本研究ではフェニル基、フェノール基及びdeanol基修飾されたSiナノシートの安定構造と電子物性を解明し、電池電極などへの適用性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Mechanochemical lithiation of layered polysilane (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Ohashi, H. Nakano, T. Morishita, M. Spencer, Y. Ikemoto, C. Yogi, T. Ohta
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 50 号: 68 ページ: 9761-9764
  • DOI: 10.1039/c4cc03850a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of oxygen adsorption on the surface state of epitaxial silicene on Ag(111) (2014)
  • 著者名/発表者名: Xun Xu, Jincheng Zhuang, Yi Du, Haifeng Feng, Nian Zhang, Chen Liu, Tao Lei, Jiaou Wang, Michelle Spencer, Tetsuya Morishita, Xiaolin Wang, Shi Xue Dou
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 号: 1 ページ: 07543-07543
  • DOI: 10.1038/srep07543
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 平均力ダイナミクスによる“レア・イベント”サンプリングと自由エネルギー計算―LogMFD法の開発とその応用― (2014)
  • 著者名/発表者名: 森下徹也
  • 雑誌名: 固体物理 巻: 49 ページ: 577-587
  • NAID: 40020253867
  • 査読あり
• [雑誌論文] An ab initio approach to free-energy reconstruction using logarithmic (2014)
  • 著者名/発表者名: Makoto Nakamura, Masao Obata, Tetsuya Morishita, Tatsuki Oda
  • 雑誌名: THE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 巻: 140 号: 18 ページ: 184110-184110
  • DOI: 10.1063/1.4874654
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anion secondary batteries utilizing a reversible BF4 insertion/extraction two-dimensional Si material (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Nakano*, Y. Sugiyama, T. Morishita*, M. J. S. Spencer, I. K. Snook, Y. Kumai, and H. Okamoto
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry A 巻: 2 号: 20 ページ: 7588-7592
  • DOI: 10.1039/c4ta00456f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interactions between stacked layers of phenyl-modified silicene (2013)
  • 著者名/発表者名: M. J. S. Spencer*, Michael R Bassett, T. Morishita*, I. K. Snook, and H. Nakano
  • 雑誌名: New Journal of Physics 巻: 15 号: 12 ページ: 125018-125018
  • DOI: 10.1088/1367-2630/15/12/125018
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new surface and structure for silicene: Polygonal silicene formation on the Al(111) surface (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita*, M. J. S. Spencer*, S. Kawamoto, and I. K. Snook
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 巻: 117 号: 42 ページ: 22142-22148
  • DOI: 10.1021/jp4080898
  • 査読あり
• [学会発表] Ag(111)表面上シリセンの酸化過程の解明ＩＩ (2015)
  • 著者名/発表者名: 森下 徹也、Michelle Spencer
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] First-principles study on two-dimensional silicon (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 学会等名: The Ian Snook Conference on Chemical Physics
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 2014-12-04 – 2014-12-05
  • 招待講演
• [学会発表] LogMFD法によるシリセンのAl基板上での構造転移シミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 森下 徹也、Michelle Spencer、川本 周平、Ian Snook
  • 学会等名: 第28回分子シミュレーション討論会
  • 発表場所: 仙台市民会館
  • 年月日: 2014-11-13 – 2014-11-15
• [学会発表] 対数平均力ダイナミクス（LogMFD）による自由エネルギー曲面の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森下徹也
  • 学会等名: 化学反応経路探索のニューフロンティア2014
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2014-09-20
  • 招待講演
• [学会発表] Ag(111)表面上シリセンの酸化過程の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森下 徹也、Michelle Spencer
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] Formation of “honeycomb” and “polygonal” silicene on the Al(111) surface using logarithmic mean-force dynamics (LogMFD) (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita, M. Spencer, I. Snook
  • 学会等名: Computational Science Workshop 2014
  • 発表場所: つくばエポカル国際会議場
  • 年月日: 2014-08-20 – 2014-08-22
• [学会発表] Logarithmic mean force dynamics for rare events sampling and free energy reconstruction (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 学会等名: Recent Advances in Modeling Rare Events
  • 発表場所: Keraka, India
  • 年月日: 2014-05-29 – 2014-06-01
  • 招待講演
• [学会発表] 新しいシリセン構造のAl(111)表面上での形成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森下徹也
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
• [学会発表] Computational exploration of novel Si nanostructures
  • 著者名/発表者名: 西尾 憲吾, 尾崎泰助, 森下 徹也, 篠田 渉, 三上 益弘
  • 学会等名: 8th international nanotechnology conference on communication and cooperation
  • 発表場所: つくば市
• [学会発表] Computational exploration of novel Si nanostructures
  • 著者名/発表者名: 西尾 憲吾, 尾崎泰助, 森下 徹也, 篠田 渉, 三上 益弘
  • 学会等名: Joint Dresden-Japan Workshop on Molecular Scale and Organic Electronic Materials
  • 発表場所: Dresden
• [学会発表] 分子動力学シミュレーションによる新奇Siナノ構造の探索
  • 著者名/発表者名: 西尾 憲吾, 尾崎泰助, 森下 徹也, 篠田 渉, 三上 益弘
  • 学会等名: 産業技術連携推進会議 ナノテクノロジー・材料部会総会
  • 発表場所: つくば市
• [備考] 森下徹也のホームページ
  • URL: https://staff.aist.go.jp/t-morishita/index_jp.html