ナノチューブ複合構造体の物性解明と物質設計

2007 年度 実績報告書

• 研究領域: カーボンナノチューブナノエレクトロニクス
• 研究課題/領域番号: 19054002
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 岡田 晋 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 准教授 (70302388)
• 研究分担者: 押山 淳 東京大学, 大学院・工学系研究所, 教授 (80143361) ; 大谷 実 東京大学, 物性研究所 (50334040)
• キーワード: ナノチューブ / 欠陥 / 内包物質 / ナノグラファイト / 磁性

研究概要

量子論に基づく全エネルギー計算の手法を用いて、ナノチューブ、フラーレンをはじめとする炭素ナノ構造物質群の物質設計と物性解明、ならびに実験的に合成がなされた新規な炭素ナノ構造物質の構造予測・物性解明を行った。特に今年度は、金属カーバドな違法フラーレンの電子状態の解明、グラフェンにおける端の形成エネルギーを求め、安定な端形状の同定を行った。さらに、ナノチューブに導入された欠陥に着目し、その欠陥構造の違いにより、誘起される欠陥順位の空間分布が大きく異なり、今後チューブを用いたデバイス応用に対する重要な知見を得た。同時に、トポロジカルな欠陥を有するナノチューブにおいて強磁性的磁気秩序が発現することを示し、その磁性制御方法の提案を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Energetics of nanoscale graphene ribbons: Edge geometries and electronic structures (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Okada
  • 雑誌名: Physical Review B 77 ページ: 041408(R
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Bandgap Modulation of Single-Walled Carbon Nanotubes by Encapsulated Fullerenes (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Okazaki, S. Okubo, T. Nakanishi, T. Saito, M. Otani, S. Okada, S. Bandow, and S. Iijima
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 130 ページ: 4122-4128
  • 査読あり
• [雑誌論文] Orientaiton Dependence of Magnetic Moment of Carbon Nanotubes with Topological Line Defects (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Okada, K. Nakada, T. Kawai
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 90 ページ: 103120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of Titanium-carbide in nanospace of C78 fullerenes (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Otani, S.Okada, A, Oshiyama
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 438 ページ: 274-278
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic structures of finite-length carbon nanotubes: Crossover from fullerenes to nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Okada
  • 雑誌名: NANO 2 ページ: 51-57
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of encapsulated atoms on the electronicstructure of the fullerene cage: A case study on La_2@C_78 and Ti_2C_2@C78 viaultraviolet photoelectron spectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Hino, M. Kato, D. Yoshimura, H. Moribe, H. Umemoto, Y. Ito, T. Sugai, H. Shinohara, M. Otani, Y. Yoshimoto, and S.Okada
  • 雑誌名: Physical Review B 75 ページ: 125418
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energetics of ice nanotubes and their encapsulation in carbon nanotubes from density-functional theory (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Kurita, S. Okada, and A. Oshiyama
  • 雑誌名: Physical Review B 75 ページ: 205424
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energetics and Electronic Structure of Armchair Nanotubes with Topological Line Defect (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Okada, K. Nakada, and T. Kawai
  • 雑誌名: J. Phys.: Condensed Matter 19 ページ: 365231
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum effects in cylindrical carbon-nanotube capacitor (2007)
  • 著者名/発表者名: K, Uchida, S. Okada, K. Shiraishi, and A. Oshiyama
  • 雑誌名: J. Phys.: Condensed Matter 19 ページ: 365218
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energetics and Electronic Structures of Carbon Nanotubes with Adatom-Vacancy Defects (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Okada
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 447 ページ: 263-267
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radial-breathing mode frequencies for nanotubes encapsulating fullerenes (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Okada
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 438 ページ: 59-62
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum effects in double-walled carbon nanotube capacitor (2007)
  • 著者名/発表者名: K, Uchida, S. Okada, K. Shiraishi, and A. Oshiyama
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 76 ページ: 155436
  • 査読あり
• [学会発表] ナノチューブ内空隙を用いた新たなチューブ上物質の物質設計 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡田, 晋
  • 学会等名: 目本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-26
• [学会発表] ナノチューブ関連新物質設計の理論 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡田, 晋
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] 原子空孔を持つフラーレンのエネルギー論と電子状態 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡田, 晋
  • 学会等名: フラーレン・ナノチューブ学会, 第34回フラーレン・ナノチ丘一ブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋市名城大学
  • 年月日: 2008-03-05
• [学会発表] Siナノチューブの物質設計:新しい多層ナノチューブ (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡田, 晋
  • 学会等名: フラーレン・ナノチューブ学会, 第34回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋市名城大学
  • 年月日: 2008-03-04
• [学会発表] ナノスケール炭素物質の電子状態:ネットワークと階層構準 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岡田, 晋
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-23
• [学会発表] ナノスケール炭素物質の電子状態:ネットワークと階層構造 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岡田, 晋
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-23
• [学会発表] ナノグララァイトのエネルギー論:端形状と電子状態 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岡田, 晋
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-22
• [学会発表] ナノグラファイトのエネルギー論:端形状と軍子状態 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岡田, 晋
  • 学会等名: ブラーレン・ナノチューブ学会, 第33回フラ己レン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 福岡市九州大学
  • 年月日: 2007-07-12
• [学会発表] ナノチュー一ブ内におけるC60のエネルギー論 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岡田, 晋
  • 学会等名: フラーレン・ナノチューブ学会, 第33回ブラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 福岡市九州大学
  • 年月日: 2007-07-12
• [学会発表] ナノチューブ新奇物性:複合構造体とネットワーク制御 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岡田, 晋
  • 学会等名: ナノ学会第5回大会
  • 発表場所: つくば市エポカルつくば
  • 年月日: 2007-05-22
• [備考]
  • URL: http://www.px.tsukuba.ac.jp/home/tcm/okada/publication.html