• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2011 年度 実績報告書

配列ナノ空間物質の物性理論

計画研究

研究領域配列ナノ空間を利用した新物質科学:ユビキタス元素戦略
研究課題/領域番号 19051016
研究機関東京大学

研究代表者

有田 亮太郎  東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (80332592)

研究分担者 草部 浩一  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 准教授 (10262164)
青木 秀夫  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (50114351)
丸山 茂夫  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90209700)
キーワード物性理論 / ナノ材料 / 量子閉じ込め / 低温物性
研究概要

(1)アルカリ金属を吸蔵したゼオライトLTAの強磁性発現機構の理解のため、この物質における電子相関の強さの定量評価を第一原理的に行った。この系のフェルミ面近傍の電子状態は、ゼオライト骨格に閉じ込められた「超原子」状態であるが、この状態のHubbard Uの見積もりを第一原理的に行ったところ、バンド幅に匹敵するサイズになることがわかった。ゼオライトLTAのフェルミ面近傍の状態はアルカリ金属のs軌道によって構成されるが、d電子によって構成される遷移金属化合物なみの強相関領域にあることがわかった。
(2)本特定領域内で発見された芳香族超伝導体の研究を行った。結晶ピセンに続いて、コロネンでも超伝導の発見が報告されたので両者の電子状態を第一原理計算によってもとめその類似性と相違点を議論した。また、アルカリ金属を急増した場合についての結晶構造が実験的によくわかっていないことから構造最適化を行って構造の解明に取り組んだ。また、ゼオライト系同様、フェルミ面近傍の低エネルギー状態を表現する有効模型を構築し、転移温度とパラメータの値の関係について考察を行った。その結果、芳香族超伝導値は強相関系であるが、電子相関が強いと超伝導転移温度は低くなる傾向があることを見いだした。
(3)本特定領域内で研究が進んだゼオライト鋳型炭素の第一原理電子状態計算を行った。この系では負の曲率をもつ炭素ネットワークのあちこちに大きな穴が空いている。この穴のまわりに興味深い橋状態が形成され、それが系に興味深い磁気的性質をもたらし得ることがわかった。
(4)密度汎関数理論の拡張で超伝導状態を記述する超伝導密度汎関数理論のコードを開発し、本特定領域の実験グループによって発見された層状窒化物超伝導体の解析を行った。その結果、この物質では非従来型の超伝導機構が働いている可能性があることがわかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

配列ナノ空間を有する物質について、実験グループと緊密に連携をとりながら実験結果の解析だけでなく新物性の予言、提言を行った。芳香族超伝導体の発見など、計画当初には想定しなかった事態にも柔軟に対応し、世界にさきがけてその電子状態の解明を行った。

今後の研究の推進方策

本年度が最終年度である。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (18件)

  • [雑誌論文] DFT-GGA Study of NO Adsorption on the LaO (001) Surface of LaFeO_32012

    • 著者名/発表者名
      Hidetoshi Kizaki, Koichi Kusakabe
    • 雑誌名

      Surf.Sci.

      巻: 606 ページ: 337-343

    • DOI

      doi:104016/j.susc.2011.10.016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generalized model of thermal boundary conductance between SWNT and surrounding supercritical Lennard-Jones fluid-Derivation from molecular dynamics simulations-2012

    • 著者名/発表者名
      JinHyeok Cha, Shohei Chiashi, Junichiro Shiomi, Shigeo Maruyama
    • 雑誌名

      The International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 55 ページ: 2008-2013

    • DOI

      doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2011.11.056

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal conductance of buckled carbon nanotubes2012

    • 著者名/発表者名
      Fumio Nishimura, Takuma Shiga, Shigeo Maruyama, Kazuyuki Watanabe, Junichiro Shiomi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 51 ページ: 015102-1-015102-5

    • DOI

      DOI:10.1143/JJAP.51.015102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio Derivation of Correlated Superatom Model for Potassium Loaded Zeolite2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshiro Nohara, Kazuma Nakamura, Ryotaro Arita
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn.

      巻: 80 ページ: 124705-1-124705-7

    • DOI

      DOI:10.1143/JPSJ.80.124705

    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-principles structural optimization and electronic structure of the superconductor picene for various potassium doping levels2011

    • 著者名/発表者名
      Taichi Kosugi, Takashi Miyake, Shoji Ishibashi, Ryotaro Arita, Hideo Aoki
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B

      巻: 84 ページ: 214506-1-214506-8

    • DOI

      DOI:10.1103/PhysRevB.84.214506

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio electronic structure of solid coronene : Differences from and commonalities to picene2011

    • 著者名/発表者名
      Taichi Kosugi, Takashi Miyake, Shoji Ishibashi, Ryotaro Arita, Hideo Aoki
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B

      巻: 84 ページ: 020507(R)-1-020507(R)-4

    • DOI

      DOI:10.1103/PhysRevB.84.020507

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of boundary scattering, magnon-magnon scattering, and the Haldane gap in Heisenberg spin chains2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ueda, Koichi Kusakabe
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B

      巻: 84 ページ: 054446-1-054446-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.84.054446

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A theoretical study showing K2picene as a parent semiconductor for organic superconductivity

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kusakabe, Isao Maruyama, Kotaro Yamada
    • 雑誌名

      To appear in J.Phys.Soc.Jpn.Suppl.

      巻: (印刷中)(掲載決定) ページ: 2012

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pair-hopping mechanism of superconductivity activated by the nano-space layered structure

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kusakabe
    • 雑誌名

      To appear in J.Phys.Chem.Solid.

      巻: (印刷中)(掲載決定) ページ: 2012

    • 査読あり
  • [学会発表] FeSe超薄膜に生じる電子状態の理論的解析2012

    • 著者名/発表者名
      草部浩一
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2012-03-24
  • [学会発表] AB積層したKxPiceneの電子状態計算2012

    • 著者名/発表者名
      山田紘太郎
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2012-03-24
  • [学会発表] Mechanism of high Tc superconductivity in layered nitride superconductors : Insights from DFT for superconductors2011

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Arita
    • 学会等名
      Novel Quantum States in Condensed Matter 2011
    • 発表場所
      Kyoto, Japan(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-09
  • [学会発表] The third generation of the Dirac cone as a proof of stacked 2D electron systems in iron pnictides2011

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kusakabe
    • 学会等名
      2011 MRS fall meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2011-11-28
  • [学会発表] A theoretical study showing K2picene as a parent semiconductor for organic superconductivity2011

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kusakabe
    • 学会等名
      International workshop on heavy Fermions
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2011-11-23
  • [学会発表] International Conference of New Science Created by Materials with Nano Spaces : from Fundamentals to Applications2011

    • 著者名/発表者名
      Taichi Kosugi
    • 学会等名
      International Conference of New Science Created by Materials with Nano Spaces : from Fundamentals to Applications
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2011-11-23
  • [学会発表] Mechanism of high Tc superconductivity in layered nitride superconductors : Insights from DFT for superconductor2011

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Arita
    • 学会等名
      International Conference of New Science Created by Materials with Nano Spaces : from Fundamentals to Applications
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2011-11-23
  • [学会発表] Estimation of inter-layer pair hopping amplitudes in layered MNX superconductors2011

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kusakabe
    • 学会等名
      International Conference of New Science Created by Materials with Nano Spaces : from Fundamentals to Applications
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2011-11-23
  • [学会発表] σ-GGA calculation of the SDW electronic state of FeSe International Conference of New Science Created by Materials with Nano Spaces : from Fundamentals to Applications2011

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kusakabe
    • 学会等名
      International Conference of New Science Created by Materials with Nano Spaces : from Fundamentals to Applications
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2011-11-23
  • [学会発表] 超伝導密度汎関数理論による層状超伝導体MNC1(M=Ti,Zr,Hf)の転移温度評価2011

    • 著者名/発表者名
      明石遼介
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] 芳香族超伝導体とフラーレン超伝導体の有効模型の比較2011

    • 著者名/発表者名
      野村悠祐
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] アルカリドープされたα-MNC1(M=Ti, Zr, Hf)における層間ペアホッピング機構の理論2011

    • 著者名/発表者名
      草部浩一
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] 量子スピン鎖における励起準粒子の境界散乱長および準粒子間散乱長の決定2011

    • 著者名/発表者名
      上田宏
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] (La, Sr)FeO3-σ表面におけるNO分子吸着の第一原理計算2011

    • 著者名/発表者名
      木崎栄年
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] Mechanism of high Tc superconductivity in layered nitride superconductors : Insights from DFT for superconductors2011

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Arita
    • 学会等名
      Tokyo-Cologne Workshop on Strongly Correlated Transition-Metal Compounds
    • 発表場所
      Cologne, Germany(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-09
  • [学会発表] Correlated and relativistic s-electron systems in zeolite : A firstprinciples study2011

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Arita
    • 学会等名
      16th International Symposium on Intercalation Compounds
    • 発表場所
      Sec, Czech
    • 年月日
      2011-05-22
  • [学会発表] First-principles electronic structure of potassium-doped solid picene2011

    • 著者名/発表者名
      Taichi Kosugi
    • 学会等名
      16th International Symposium on Intercalation Compounds
    • 発表場所
      Sec, Czech
    • 年月日
      2011-05-22
  • [学会発表] Pair-hopping mechanism of superconductors activated by nano space of layered materials2011

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kusakabe
    • 学会等名
      16th International Symposium on Intercalation Compounds
    • 発表場所
      Sec, Czech
    • 年月日
      2011-05-22

URL: 

公開日: 2013-06-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi