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微視的、非経験的に求めた表面系の電子状態による解析理論と数値シミュレーションを基本にして、個々の原子のスケールでのトンネル現象を解明することが、この研究の目的である。
研究項目「フラーレン系の電子状態」:6員環から成る亀甲格子のグラファイトの1、2【triple bond】5個が5員環になるとナノホーン、6個のときはカーボンナノチューブCNTになる。
ナノホーンについての結果は、Surf. Sci.誌に発表された。すなわち、2個のときの最高占有準位HOMO付近の価電子状態は、以前われわれが求めたSi(001)2×1表面上のC_<60>分子に酷似している。3個のときは、同様に、Si(111)7×7表面上のC_<60>分子に酷似している。
CNTの電子状態についてこれまでなされた国内外の研究は、zig-zag型、arm-chair型やカイラリティのある場合など多様であるが、これらは全て両端は"開いて"いる。われわれは、CNTを走査トンネル顕微鏡STM探針として実用に役立てる立場から、5員環6個によって"閉じた"CNTの尖端近傍の電子状態を求める。zig-zag型の多層CNTで5員環を放射状に配置すると、そのHOMO付近の価電子状態は5員環付近のリング状の領域で電荷密度が高いので、最近、三重大学および早稲田大学で得られた電界放射顕微鏡FEM像に対応する。この結果は論文として取り纏め中である。
研究項目「電界放射の基礎理論の展開」:上に述べた第一原理計算によって得た完全系からGreen関数を求め、Lippmann-Schwinger積分方程式を数値的に解いて、放射電子の波動関数を得る。CNTに適用して、スクリーン上での確率|ψ(r)|^2を得て、FEM像と比較する。現在、計算を実行中である。
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