| 研究課題/領域番号 |
17K14440
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
辻 雄太 九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (80727074)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 量子干渉 / コンダクタンス / 交互炭化水素 / 分子伝導 / 単分子接合 / グリーン関数 |
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| 研究実績の概要 |
本年度の実績として、量子干渉現象のグラフ理論への展開があげられる。量子干渉現象はπ共役分子におけるπ共役のネットワークにおける特定にトポロジーにおいてその伝導特性が著しく低下する現象である。この現象の背景にはさまざまな原因が提唱されているが、我々はグラフ理論に立脚して、原子の結びつきがどのように量子干渉に影響を及ぼしているかを明らかにした。伝導経路における電子移動のステップ数がそのカギを握っていることを明らかとした。
この発見を、本研究課題が目標とする分子集合体での量子干渉へと展開するための第一歩として、量子干渉理論の拡張に取り組んだ。ここでも、グラフ理論に立脚して研究を進めた。ターゲットとしたのは、π共役分子における非弾性トンネル伝導である。この経路は分子が電極間を透過していく際にエネルギーを分子の振動エネルギーとして渡すことにより、電子自身のエネルギーは減少して反対側の電極へと到達する過程である。分子の電子状態と振動状態のカップリングが重要な役割を果たしている。これは振電相互作用と呼ばれる。通常の分子ジャンクションでは振動を介した伝導は弱いのだが、量子干渉が起きて、弾性散乱による伝導が抑制されている系では、非弾性散乱の効果が顕著になってくると期待される。しかしなが、必ずしもすべてのタイプの電極接続で非弾性散乱の影響が大きくなるわけではない。この点を明らかにするためにグラフ理論を適用した。とくに偶数経路でおきる量子干渉において非弾性散乱の効果が顕著になってくるという予測を得た。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
これまでtight-binding近似ではなかなか手が出せなかった非弾性散乱を包括した量子干渉理論の構築への足掛かりを得た。そのため、グラフ理論に基づく分子伝導の解析が可能となったため。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度は分子集合体としてπスタックした系を考える。πスタックした系としては芳香族性を有するものとそうでないものの２種類に分けて検討を行う。πスタック系に圧力をかけてどのような伝導挙動がみられるか探る予定である。得られた結果はグラフ理論や分子軌道論に基づいて解析を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
予定を少し変更して、伝導経路が複数に増えた場合の量子干渉現象の解析を次年度に回したため。それを実施するための経費として使用する。
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