ナノチューブ光・電子デバイスの基礎理論

2011 年度 研究成果報告書

• 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: 19054004
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 安藤 恒也 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (90011725)
• 連携研究者: 越野 幹人 東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (60361797) ; 瓜生 誠司 岩手大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (80342757)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• キーワード: 励起子 / 後方散乱 / 電子格子相互作用 / 電子間相互作用 / 遮蔽効果

研究概要

カーボンナノチューブの(1)電子-格子相互作用と電気伝導現象, (2)多層ナノチューブの層間相互作用効果,(3)バンド構造に対する多体効果と光吸収・発光現象に対する励起子効果について主として有効質量近似を用いて理論的に明らかにした.また,グラフェン研究の急展開に対応し,その電気伝導,光学的性質,電子格子相互作用,異常反磁性帯磁率などについて最先端の研究を行った.

研究成果

• [雑誌論文] Interwall screening and excitons in double-wall carbon nanotubes (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tomio, H. Suzuura, and T. Ando
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 85 ページ: 085411/1-12
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.85.085411
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diamagnetism of graphene with gap in nonuniform mag- netic field (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Arimura and T. Ando
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 81 ページ: 024702/1-7
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.81.024702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diamagnetic response of disordered graphene to nonuniform magnetic field (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Arimura, M. Koshino, and T. Ando
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80 ページ: 114705/1-6
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.80.114705
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dia- magnetism of graphene with long- range scatterers (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Noro, M. Koshino, and T. Ando
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80 ページ: 114701/1-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Singular orbital magnetism of graphene (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Koshino and T. Ando
  • 雑誌名: Solid State Commun 巻: 151 ページ: 1054-1060
  • DOI: DOI:10.1016/j.ssc.2011.05.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zero-mode anomalies of mass- less Dirac electron in graphene (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 109 ページ: 102401/1-7
  • DOI: DOI:10.1063/1.3575639
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetophonon resonance in monolayer graphene (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Mori and T. Ando
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80 ページ: 044706/1-6
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.80.044706
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of elec- tron-hole asymmetry on cross-polar- ized excitons in carbon nanotubes (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Uryu and T. Ando
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 83 ページ: 085404/1-10
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.83.085404
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bilayer graphene with long- range scatterers studied in a self- consistent Born approximation (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80 ページ: 014707/1-8
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.80.014707
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interface Landau levels in graphene monolayer-bilayer junction (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Koshino, T. Nakanishi, and T. Ando
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 82 ページ: 205436/1-12
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.82.205436
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transmission through a boundary be- tween monolayer and bilayer graphene (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nakanishi, M. Koshino, and T. Ando
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 82 ページ: 125428/1-14
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.82.125428
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theory of transport in graphene with long- range scatterers (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Noro, M. Koshino, and T. Ando
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 79 ページ: 094713/1-7
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.79.094713
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theory of ele- ctron scattering by lattice defects in monolayer graphene (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Toyoda and T. Ando
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 79 ページ: 094708 /1-9
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.79.094708
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous orbital magnetism in Dirac-electron systems: Role of pseudo-spin para mag- netism (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Koshino and T. Ando
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 81 ページ: 195431/1-9
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.81.195431
  • 査読あり
• [雑誌論文] Environment effects on exci- tons in semiconducting carbon nano- tubes (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 79 ページ: 024706 /1-10
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.79.024706
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical response of finite-length carbon nano- tubes (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nakanishi and T. Ando
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 78 ページ: 114708 /1-9
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.78.114708
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical ab- sorption by interlayer density ex- citations in bilayer graphene (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Ando and M. Koshino
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 78 ページ: 104716/1-7
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.78.104716
  • 査読あり
• [雑誌論文] Family effects on excitons in semiconducting carbon nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 78 ページ: 04703/1-9
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.78.104703
  • 査読あり
• [雑誌論文] Weak-field Hall effect in graphene calculated within self-consistent Born approximation (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Fukuzawa, M. Koshino, and T. Ando
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 78 ページ: 094714/1-7
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.78.094714
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic field screening and mir- roring in graphene (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Koshino, Y. Arimura, and T. Ando
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 102 ページ: 177203/1-4
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevLett.102.177203
  • 査読あり
• [雑誌論文] Field effects on optical phonons in bilayer graphene (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Ando and M. Koshino
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 78 ページ: 034709/1-8
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.78.034709
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exci- tonic two-photon absorption in semi- conducting carbon nanotubes with- in an effective-mass approximation (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Uryu, H. Ajiki, and T. Ando
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 77 ページ: 115414/1-6
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.78.115414
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric and magnetic response of multi-wall carbon nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Yamamoto, M. Koshino, and T. Ando
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 77 ページ: 084705/1-9
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.77.084705
  • 査読あり
• [雑誌論文] Excitons in metal- lic carbon nanotubes with Aharonov- Bohm flux (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Uryu and T. Ando
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 77 ページ: 205407/1-9
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.77.205407
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zone-boundary phonon in graphene and nanotube (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Suzuura and T. Ando
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 77 ページ: 044703/1-11
  • DOI: DOI: 10.1143/JPSJ.77.044703
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magneto- optical properties of multilayer gra- phenes (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Koshino and T. Ando
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 77 ページ: 115313/1-8
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.77.115313
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conductance between two scanning-tunneling-mi- croscopy probes in carbon nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nakanishi and T. Ando
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 77 ページ: 024703/1-6
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.77.024703
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical phonon tuned by Fermi level in carbon nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 77 ページ: 014707/1-9
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.77.014707
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of symmetry crossover in quantum transport in graphene and nanotube (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 雑誌名: Phil. Trans. Roy. Soc. A 巻: 366 ページ: 221-229
  • DOI: DOI:10.1098/rsta.2007.2150
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic inter- tube transfer in double-wall carbon nanotubes with impurities: Tight- binding calculation (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Uryu and T. Ando
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 76 ページ: 155434/1-8
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.76.155434
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomaly of optical phonons in bilayer graphene (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 76 ページ: 104711/1-9
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.76.104711
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cross polarized exciton absorption in carbon nanotubes with Aharonov-Bohm flux (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Uryu and T. Ando
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 76 ページ: 115420/1-6
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.76.115420
  • 査読あり
• [雑誌論文] Orbital dia- magnetism in multilayer graphenes: Systematic study with the effective mass approximation (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Koshino and T. Ando
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 76 ページ: 085425/1-11
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.76.085425
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diamagnetism in disordered graphene (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Koshino and T. Ando
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 75 ページ: 235333/1-8
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.75.235333
  • 査読あり
• [学会発表] Theory of optical and electronic nanotube- devices (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ando, S. Uryu, and M. Koshino
  • 学会等名: International Symposium on Carbon Nanotube Nano-electronics
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20120611-13
• [学会発表] Theory of Dirac electrons in graphene (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: 2012 MRS Spring Meeting
  • 発表場所: Moscone West, San Francisco, USA
  • 年月日: 20120409-13
• [学会発表] Excitons in carbon nano- tubes: Effects of dielectric envi- ronment and inter-wall interaction (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ando, S. Uryu, Y. Tomio, and H. Suzuura
  • 学会等名: Workshop on Carbon Nanotube in Co- mmemoration of the 20th Anniversary of Its Discovery (2011-CNT20)
  • 発表場所: The Inter- national House of Japan, Tokyo
  • 年月日: 20111212-13
• [学会発表] Physics of chiral electrons in graphene (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: 26th Nishinomiya-Yukawa Memorial International Workshop on Novel Quantum States in Condensed Mat- ter 2011 (NQS2011)
  • 発表場所: Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University
  • 年月日: 20111107-1209
• [学会発表] Physics of chiral electrons in graphenes (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: The 15th International Sym- posium on the Physics of Semi- conductors and Applications
  • 発表場所: Ramada Plaza Jeju Hotel, Cheju, Korea
  • 年月日: 20110705-08
• [学会発表] Exotic transport properties of monolayer and bilayer graphene (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: International Conference Advanced Carbon Nanotstructures
  • 発表場所: St Petersburg, Russia
  • 年月日: 20110704-08
• [学会発表] Chiral electrons and zero- mode anomalies in graphene (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: Topical Research Meeting on Physics: Graphene and Related Two-Dimensional Materials
  • 発表場所: Institute of Physics, London, UK
  • 年月日: 20110601-02
• [学会発表] Roles of pseudo-spin in elec- tronic and transport properties of graphene (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: Frontiers in Nanoscale Sci- ence and Technology Workshop 2011 (FNST 2011)
  • 発表場所: RIKEN Wako Campus, Wako, Saitama, Japan
  • 年月日: 20110105-07
• [学会発表] Theory of monolayer and bi- layer graphene: Pseudo-spin physics (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: 30th International Conference on the Physics of Semiconductors
  • 発表場所: COEX, Seoul, Korea
  • 年月日: 20100725-30
• [学会発表] Field effect on phonons in graphene (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: Graphene Week 2010
  • 発表場所: College Park, Maryland, USA
  • 年月日: 20100419-23
• [学会発表] Pseudo-spin physics in graph- ene (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: Symposium on Spin Manipulation in Solid State Systems
  • 発表場所: Wuerzburg, Germany
  • 年月日: 20091008-09
• [学会発表] Physics of graphene: Zero- mode anomaly, symmetry crossover, and electron-phonon interaction (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: Graph- ene Canada 2008
  • 発表場所: Banff Centre for Con- ferences, Banff, Canada
  • 年月日: 20090914-19
• [学会発表] Electron-phonon interaction and field effects on phonons in graph- ene and nanotube (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: 16th International Conference on Electron Dynamics in Semiconductors, Optoelectronics, and Nanostructures (EDISON 16)
  • 発表場所: Montpellier, France
  • 年月日: 20090824-28
• [学会発表] Dynamical properties mono-and bi-layer graphene (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Ando, M. Koshino, and K. Asano
  • 学会等名: International Work- shop on Recent Progress in Graph- ene Research
  • 発表場所: Korea Institute for Advanced Study, Seoul, Korea
  • 年月日: 20090629-0702
• [学会発表] Optical properties of monolayer and bilayer graphene (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Ando, M. Koshino, and K. Asano
  • 学会等名: 3rd Workshop on Nanotube Optics and Nanospectroscopy
  • 発表場所: Matsushima, Japan
  • 年月日: 20090607-10
• [学会発表] Electronic and transport properties of graphene: Theory based on continuum models (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: 18th Workshop on Nanoscale and Mesoscopic Systems: Graphene Physics
  • 発表場所: POSTECH, Korea
  • 年月日: 20081205-06
• [学会発表] Theory of graphene and its multi-layers (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: International Sympo- sium on Graphene Devices: Tchnology, Physics, and Modeling (ISGD2008)
  • 発表場所: University of Aizu, Aizu-Wakamatsu, Japan
  • 年月日: 20081117-19
• [学会発表] Exotic electronic properties of graphene and its multi-layers (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: 5th International Symposium on Surface Science and Nanotechnology (ISSS-5)
  • 発表場所: International Conference Center, Waseda University, Tokyo, Japan
  • 年月日: 20081109-13
• [学会発表] Physics of graphene (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: The 2008 Asian Conference on Nanoscience and Nanotechnology (AsiaNANO2008)
  • 発表場所: Biopolis, Singapore
  • 年月日: 20081103-07
• [学会発表] Electron transport in gra- phene mono and multi-layers (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: The 4th Vacuum and Surface Sciences Confer- ence of Asia and Australia (VASSCAA-4)
  • 発表場所: Kunibiki Messe, Matsue, Japan
  • 年月日: 20081028-31
• [学会発表] Theory of quantum transport in graphene and nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: International School on Magnetic Fields for Science
  • 発表場所: Cargese, Corsica, France
  • 年月日: 20080827-0908
• [学会発表] Theory of quantum transport in graphene and nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: ICTP Con- ference Graphene Week 2008
  • 発表場所: Trieste, Italy
  • 年月日: 20080825-29
• [学会発表] hysics of graphene and its multi-layer (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: 9th International Sympo- sium on Foundations of Quantum Mechan- ics in the Light of New Tech- nology, Advanced Research Laboratory
  • 発表場所: Hitachi Ltd.,
  • 年月日: 20080825-28
• [学会発表] Excitons and Aharonov-Bohm effect in carbon nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: 8th Inter- national Conference on Excitonic Processes in Condensed Matter
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20080622-27
• [学会発表] Physics of carbon nanotube and graphene: (1) Electronic states in carbon nanotubes, (2) Quantum trans- port in carbon nanotubes, (3) Quantum transport in graphene (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: International Spring School on Sub-10 nm Wires, In- stitute for Solid State Physics
  • 発表場所: University of Tokyo, Kashiwa, Japan
  • 年月日: 20080528-30
• [学会発表] Graphene and emerging physics (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: 4th International Nanotechnology Con- ference on Communication and Cooperation
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20080414-17
• [学会発表] Emerging physics in graphene and carbon nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: First HOPE Meeting on Nanoscience and Nanotechnology
  • 発表場所: Epochal Tsukuba, Ibaraki, Japan
  • 年月日: 20080224-28
• [学会発表] Exotic electronic and trans- port properties of graphene (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: 5th International Winterschool on New Developments in Solid State Physics (Mauterndorf 2008)
  • 発表場所: Kur and Kongresszent- rum, Bad Hofgastein, Austria
  • 年月日: 20080218-22
• [学会発表] Exotic transport properties of graphene and nanotube (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 学会等名: Yukawa Inter- national Seminar 2007 on Interaction and Nanostructural Effects in LowDimensional Systems
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20071105-30
• [図書] Phonons and electron-phonon interaction in graphene and nanotube, Graphene and Its Fascinating Attribu- tes, edited by S. Pati, T. Enoki, and C. N. R. Rao (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 総ページ数: 135-150
  • 出版者: World Scientific, Singa- pore
• [図書] Role of the Aharonov--Bohm phase in the optical properties of carbon nanotubes, Carbon Nanotubes: Advanced Topics in the Synthesis, Structure, Properties and Applications (Topics in Applied Physics Series 111), edited by A. Jorio, G. Dresselhaus, and M. S. Dresselhaus (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ando
  • 総ページ数: 229-250
  • 出版者: Springer, Berlin
• [備考]
  • URL: http://www.stat.phys.titech.ac.jp/ando/