自己組織化における構造形成原理と外生雑音の機能的役割

2012 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 分子ナノシステムの創発化学
• 研究課題/領域番号: 20111003
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 甲斐 昌一 九州大学, 大学院・工学研究院, 特命教授 (20112295)
• 研究分担者: 日高 芳樹 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教 (70274511)
• 連携研究者: 鈴木 将 九州大学, 大学院・工学研究院, 学術研究員 (70508994) ; 鳴海 孝之 九州大学, 大学院・工学研究院, 学術研究員 (50599644)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: 自己組織化 / 創発ノイズ / 階層性 / 揺動定理 / 確率共鳴 / ナノ構造 / VLSプロセス / 分子動力学法

研究概要

ナノシステムにおける自己組織化と外生雑音の役割について基礎学理を提供することを目的とし、VLS法によるナノワイヤ形成とクーロンプロッケード・ネットワークの電流電圧特性について、シミュレーションを援用した理論的研究を行った。前者にっいては核生成論に基づく形成機構を、後者については確率論的観点から物理的機構を明らかにした。また、液晶電気対流を対象とし、散逸構造のマクロ雑音による輸送現象の統計力学的性質を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Memory Function of Turbulent Fluctuations in Soft-mode Turbulence (2013)
  • 著者名/発表者名: T. NARUMI, J. YOSHITANI, M. SUZUKI, Y. HIDAKA, F. NUGROHO, T. NAGAYA, S. KAI
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: Vol.87 ページ: 012505-1-8
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.87.012505
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transient Mode Selections in Soft-mode Turbulence by Controlling the Nambu-Goldstone Modes (2012)
  • 著者名/発表者名: F. NUGROHO, Y. HIDAKA, T. UEKI, S. KAI
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: Vol.81 ページ: 024004-1-5
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.81.024004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glassy Dynamics in Relaxation of Soft-mode Turbulence (2012)
  • 著者名/発表者名: F. NUGROHO, T. NARUMI, Y. HIDAKA, J. YOSHITANI, M. SUZUKI, S. KAI
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: Vol.85 ページ: 030701(R)-1-5
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.85.030701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Link of Microscopic and Macroscopic Fields in Nematodynamics (2011)
  • 著者名/発表者名: R. ANUGRAHA, F. NUGROHO, T. UEKI, Y. HIDAKA, S. KAI, M. I. TRIBELSKY
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: Vol.83 ページ: 022701-1-4
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.83.022701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative Definition of Patterns in Soft-mode Turbulence Suppressing the Nambu-Goldstone Mode (2011)
  • 著者名/発表者名: F. NUGROHO, T. UEKI, R. ANUGRAHA, Y. HIDAKA, S. KAI
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: Vol.84 ページ: 011709-1-5
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.84.011709
  • 査読あり
• [雑誌論文] Size Dependence of Current-Voltage Properties in Coulomb Blockade Networks (2011)
  • 著者名/発表者名: T. NARUMI, M. SUZUKI, Y. HIDAKA, S. KAI
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: Vol.80, No.11 ページ: 114704-1-8
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.80.114704
  • 査読あり
• [雑誌論文] Essential Role of Catalyst in Vapor-liquid-solid Growth of Compounds (2011)
  • 著者名/発表者名: M. SUZUKI, Y. HIDAKA, T. YANAGIDA, A. KLAMCHUEN, M. KANAI, T. KAWAI, S. KAI
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: Vol.83 ページ: 061606-1-4
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.83.061606
  • 査読あり
• [雑誌論文] Active Brownian Motion in Threshold Distribution of a Coulomb Blockade Model (2011)
  • 著者名/発表者名: T. NARUMI, M. SUZUKI, Y. HIDAKA, T. ASAI, S. KAI
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: Vol.84 ページ: 51137-1-5, 11
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.84.051137
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Nonequilibrium Temperature and Fluctuation Theorem for Soft-mode Turbulence (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. HIDAKA, Y. HOSOKAWA, N. OIKAWA, K. TAMURA, R. ANUGRAHA, S. KAI
  • 雑誌名: Physica D 巻: Vol.239 ページ: 735-738
  • DOI: DOI:10.1016/j.physd.2009.07.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Study on the Difference in Mechanism between Vapor-solid and Vapor-liquid-solid Solidification Processes (2010)
  • 著者名/発表者名: M. SUZUKI, Y. HIDAKA, T. YANAGIDA, M. KANAI, T. KAWAI, S. KAI
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: Vol.82 ページ: 11605-1-7
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.82.011605
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Field Dependence of Spatiotemporal Chaos in a Homeotropic Nematic System (2010)
  • 著者名/発表者名: F. NUGROHO, T. UEKI, R. ANUGRAHA, Y. HIDAKA, S. KAI
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: Vol.79, No.12 ページ: 123001-1-4
  • DOI: DOI:10.1143/JP SJ.79.123001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Noise-controlled Pattern Formation and Threshold Shift for Electroconvection in the Conduction and Dielectric Regimes (2009)
  • 著者名/発表者名: J. H. HUH, A. KURIBAYASHI, S. KAI
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: Vol.80 ページ: 066304-1-9
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.80.066304
  • 査読あり
• [雑誌論文] Symmetry-dependent Defect Structures in Soft-mode Turbulence (2009)
  • 著者名/発表者名: R. ANUGRAHA, Y. HIDAKA, T. UEKI, S. KAI
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: Vol.80 ページ: 041701-1-4
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.80.041701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Difference in Noise-Induced Threshold shift between Planar and Homeotoropic Electroconvections in Nematic Liquid Crystals (2009)
  • 著者名/発表者名: J. H. HUH, A. KURIBAYASHI, S. KAI
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: Vol.80, No.8 ページ: 083601-1-4
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.78.043601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pure Noise-Induced Pattern Formations in a Nematic Liquid Crystal (2009)
  • 著者名/発表者名: J. H. HUH, S. KAI
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: Vol.78, No.4 ページ: 043601-1-4
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.78.043601
  • 査読あり
• [学会発表] 階層と雑音 (2013)
  • 著者名/発表者名: 甲斐昌一
  • 学会等名: 分子ナノシステムの創発化学領域終了シンポジウム ,公開講座物質のひらめき-創発化学
  • 発表場所: 東京国際フォーラム
  • 年月日: 2013-02-01
• [学会発表] 外部雑音の創発性と確率共鳴の研究動向 (2012)
  • 著者名/発表者名: 甲斐昌一
  • 学会等名: 豊田中央研究所特別講演会
  • 発表場所: 豊田中央研究所
  • 年月日: 2012-08-10
• [学会発表] 液晶電気対流のパターン形成と乱流 (2012)
  • 著者名/発表者名: 甲斐昌一
  • 学会等名: 国立天文台ひので科学プロジェクト
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所
  • 年月日: 2012-02-24
• [学会発表] 植物の自己組織化とリズム形成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 甲斐昌一
  • 学会等名: 第21回非線形反応と協同現象研究会
  • 発表場所: 広島大学 東広島キャンパス
  • 年月日: 2011-12-17
• [学会発表] Pattern Formation in Electro-convection in Liquid Crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: S. KAI
  • 学会等名: International Symposium on Complex Systems 2011
  • 発表場所: Koshiba Hall The University of Tokyo
  • 年月日: 2011-12-01
• [学会発表] 南部-ゴールドストーン・モードの関与した時空カオス-ソフトモード乱流 (2011)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹
  • 学会等名: 九州大学応用力学研究所平成 23 年度共同利用研究集会「乱流現象及び非平衡系の多様性と普遍性」
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所
  • 年月日: 2011-11-12
• [学会発表] Theoretical Study on Vapor-liquid-solid Oxide Nanostructure Formation (2011)
  • 著者名/発表者名: M. SUZUKI
  • 学会等名: BIT's first annual congress of Nano S&T
  • 発表場所: 大連 World EXPO Center
  • 年月日: 2011-10-24
• [学会発表] Theoretical study on VLS nanowire formation using molecular dynamics simulation (2010)
  • 著者名/発表者名: M. SUZUKI, T. YANAGIDA, M. KANAI, T. KAWAI, S. KAI
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • 発表場所: Hawai'i Convention Center, Honolulu, Hawai'i, U.S.
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] 液晶における散逸構造と時空カオス (2010)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹
  • 学会等名: 信州大学理学部・数理科学談話会公開講演
  • 発表場所: 信州大学理学部「数理・自然情報合同研究室」
  • 年月日: 2010-12-14
• [学会発表] 雑音の思いがけない役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 甲斐昌一
  • 学会等名: 日本物理学会 2010年秋季大会市民科学講演会
  • 発表場所: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] Molecular dynamics simulation of vapor-liquid-solid oxide nanowire growth (2010)
  • 著者名/発表者名: M. SUZUKI
  • 学会等名: 16th ACP Workshop "Physics of Fracture and Related Problems"
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス
  • 年月日: 2010-07-23
• [学会発表] 時間リズムと物理学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 甲斐昌一
  • 学会等名: 日本時間学会第2回大会
  • 発表場所: 山口大学
  • 年月日: 2010-06-06
• [学会発表] 気-液-固,非平衡質量輸送による結晶成長～ナノワイヤー形成の分子動力学シミュレーション～ (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木将 ,日高芳樹,柳田剛,金井真樹,川合知二,甲斐昌一
  • 学会等名: ワークショップ「創発現象の世界」
  • 発表場所: 九州大学西新プラザ
  • 年月日: 2009-10-17
• [学会発表] 階層と自己組織化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 甲斐昌一
  • 学会等名: 2009年春季第 56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] 雑音が誘起する複雑現象と脳における確率共鳴 (2009)
  • 著者名/発表者名: 甲斐昌一
  • 学会等名: 平成 20年度文部科学省「グローバル COEプログラム」『現象数理学の形成と発展』キックオフフォーラム
  • 発表場所: 明治大学紫紺館
  • 年月日: 2009-03-07
• [学会発表] Controlling Spatio-temporal Chaos in Electroconvection of Nematics (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. HIDAKA
  • 学会等名: 明治大学グローバル COEプログラム「現象数理学の形成と発展」 Nonlinear dynamics and pattern formation
  • 発表場所: 明治大学
  • 年月日: 2008-11-27
• [学会発表] ソフトモード乱流について (2008)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹
  • 学会等名: 第 66回形の科学シンポジウム「非平衡統計力学・非線形物理学と形の科学」
  • 発表場所: 京都大学・芝蘭会館別館 (国際交流会館)
  • 年月日: 2008-11-01
• [図書] 未来を動かすソフトアクチュエータ-高分子・生体材料を中心とした研究開発- (2010)
  • 著者名/発表者名: 甲斐昌一
  • 総ページ数: 135-145
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 自己組織化ハンドブック (2009)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹
  • 総ページ数: 231-235
  • 出版者: NTS
• [図書] 自己組織化ハンドブック (2009)
  • 著者名/発表者名: 甲斐昌一
  • 総ページ数: 8-10
  • 出版者: NTS
• [図書] 液晶のパターンダイナミクス/すべりと摩擦の科学(非線形シリーズ) (2009)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹, 甲斐昌一
  • 総ページ数: 3-92
  • 出版者: 培風館