界面における電子輸送と化学反応の量子ダイナミクス

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19350006
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 山下 晃一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40175659)
• 連携研究者: 牛山 浩 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (40302814) ; 中村 恒夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (30345095) ; セルゲイ マンゾス 東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (90534579)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 固体界面 / 電子輸送 / 化学反応 / 量子ダイナミクス

研究概要

従来の量子化学的手法を越えて、(1)固体-分子吸着系(より一般に界面)は量子力学的開放系である、(2)原子核の運動と電子の運動の分離性が明確でない点、を考慮に入れた第一原理計算スキームを確立し、界面での電子移動・電子輸送とそれに誘起される化学反応量子ダイナミクス、具体的には、(1)表面吸着分子のコンダクタンスの定量的計算、(2)表面における電子格子相互作用と電子密度波の解析、(3)色素増感型太陽電池における電子移動機構の分子論的描像、の定量的シミュレーション計算を実施した。

研究成果

• [雑誌論文] Free-Time and Fixed End-Point Optimal Control Theory in Quantum Mechanics : Application to Entanglement Generation (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Mishima, K. Yamashita
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 130 ページ: 034108(11)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Decoherence of intramolecular vibrational entanglement in polyatomic molecules (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Mishima, K. Yamashita
  • 雑誌名: Int.J.Quant.Chem. 109 ページ: 1827-1833
  • 査読あり
• [雑誌論文] A theoretical study of molecular conduction : V. Non-equilibrium Green's function - based Moller Plesset approach (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Shimazaki, K. Yamashita
  • 雑誌名: Int.J.Quant.Chem. 109 ページ: 1834-1840
  • 査読あり
• [雑誌論文] First principle calculations of solvated electron at protic solvent-titanium oxide interfaces with vacancies (2009)
  • 著者名/発表者名: Takanori Koitaya, Hisao Nakamura, Koichi Yamashita
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 113 ページ: 7236-7245
  • 査読あり
• [雑誌論文] Using a neural network based method to solve the vibrational Schrodinger equation for H_2O (2009)
  • 著者名/発表者名: Sergei Manzhos, Koichi Yamashita, Tucker Carrington Jr.
  • 雑誌名: Chem.Phys.Lett. 474 ページ: 217-221
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of the crystal structure of HfO_2 on the transport properties of model HtO_2/Si/HfO_2 silicon-on-insulator field effect transistors : A combined DFT-scattering theory approach (2009)
  • 著者名/発表者名: G. Giorgi, L. R. L. Fonseca, A. Korkin, K. Yamashita
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 79 ページ: 235308(9)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Computing Using Molecular Electronic and Vibrational Modes (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Mishima, K. Tokumo, K. Yamashita
  • 雑誌名: Chem.Phys. 343 ページ: 61-75
  • 査読あり
• [雑誌論文] Systematic Study on Quantum Confinement and Waveguide Effects for Elastic and Inelastic Curents in Atomic Gold Wire : Importance of the Phase Factor for Modeling Electrodes (2008)
  • 著者名/発表者名: Hisao Nakamura, Koichi Yamashita
  • 雑誌名: Nano Lett. 8 ページ: 6-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calculational Aspects of Electron-Phonon Coupling at Surfaces (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Nojima, K. Yamashita, B. Hellsing
  • 雑誌名: Journal of Physics : Condensed Matter 20 ページ: 224017(5)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Entanglement of Angular Momenta of Atoms and Molecules (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Mishima, K. Yamashita
  • 雑誌名: Int.J.Quant.Chem. 106 ページ: 1352-1357
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab Initio Study of Temperature and Pressure Dependence of Energy and Phonon-Induced Dephasing of Electronic Excitations in CdSe and PbSe Quantum Dots (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Kamisaka, S. V. Kilina, K. Yamashita, O. V. Prezhdo
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 112 ページ: 7800-7808
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zirconium and Hafnium Oxide Interface with Silicon : Computational Study of Stress and Strain Effects (2008)
  • 著者名/発表者名: G. Giorgi, A. Korkin, K. Yamashita
  • 雑誌名: Comp. Materials Science 43 ページ: 930-937
  • 査読あり
• [雑誌論文] Model study of Eliashberg function for surface state (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Nojima, K. Yamashita, B. Hellsing
  • 雑誌名: Appplied Surface Science 254 ページ: 7938-3941
  • 査読あり
• [雑誌論文] Model calculation of the electron-phonon coupling in Cs/Cu(111) (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Nojima, K. Yamashita, B. Hellsing
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 78 ページ: 035417
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bell State Generation of Multi-Level Systems in the Presence of Complex Entangling Interactions (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Mishima, K. Yamashita
  • 雑誌名: Chem.Phys. 352 ページ: 281-290
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic band structure of transparent conductor : Nb-doped anatase TiO_2 (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Hitosugi, H. Kamisaka, K. Yamashita, H. Nogawa, Y. Furubayashi, S. Nakao, N. Yamada, A. Chikamatsu, H. Kumigashira, M. Oshima, Y. Hirose, T. Shimada, T. Hasegawa
  • 雑誌名: Appl.Phys.Express 1 ページ: 111203(3)
  • 査読あり
• [雑誌論文] An efficient ab initio method for inelastic transport in nanoscale devices : Analysis of inelastic electron tunneling spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Nakamura, K. Yamashita, A. R. Rocha, S. Sanvito
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 78 ページ: 235420
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab initio ground and excited state potential energy surfaces for NO-Kr complex and dynamics of Kr solids with NO impurity (2007)
  • 著者名/発表者名: Juan Carlos Castro-Palacios, Jesus Rubayo-Soneira, Keisaku Ishii, Koichi Yamashita
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 126 ページ: 134315
  • 査読あり
• [雑誌論文] A theoretical study of hydrogen adsorption and diffusion on a W(110) surface (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Nojima, K. Yamashita
  • 雑誌名: Surf. Science 601 ページ: 3003-3011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Computing Using Molecular Vibrational and Rotational Modes (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Shioya, K. Mishima, K. Yamashita
  • 雑誌名: Mol.Phys. 105 ページ: 1283-1295
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation and control of entanglement and arbitrary superposition states in molecular vibrational and rotational modes by using sequential chirped pulses (2007)
  • 著者名/発表者名: Kenji Mishima, Kosaku Shioya, Koichi Yamashita
  • 雑誌名: Chem.Phys.Lett. 442 ページ: 58-64
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of the Mechanisms of Enhanced Ionization of H2 and H_3^+ in Intense Laser Fields (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Suzuki, I. Kawata, K. Yamashita
  • 雑誌名: Chem.Phys. 338 ページ: 348-353
  • 査読あり
• [雑誌論文] The surface stress of the (110) and (100) surfaces of rutile TiO_2 and the effect of water adsorbents (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Kamisaka, K. Yamashita
  • 雑誌名: Surf. Science 601 ページ: 4824-4836
  • 査読あり
• [雑誌論文] A theoretical study of molecular conduction : IV. A three-terminal molecular device (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Shimazaki, K. Yamashita
  • 雑誌名: Nanotechnology 18 ページ: 424012(9)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab initio study of KN (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Ishii, T. Taketsugu, K. Yamashita
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 127 ページ: 194307
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab initio Study of Vibrational Dephasing of Electronic Excitations in Semiconducting Carbon Nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: B. F. Habenicht, H. Kamisaka, K. Yamashita, O. V. Prezhdo
  • 雑誌名: Nano Lett. 7(11) ページ: 3260-3265
  • 査読あり
• [雑誌論文] Partitioning of Entangling Interactions in terms of Rotating Wave Approximation : An Approach to the Bell State Generation by Laser Fields (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Mishima, K. Yamashita
  • 雑誌名: Chem.Phys. 342 ページ: 141-150
  • 査読あり
• [学会発表] 酸化チタン系透明導電体の第一原理計算 (2008)
  • 著者名/発表者名: 神坂, 末永, 山下
  • 学会等名: 日本コンピュータ化学会
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 20080927-20080928
• [学会発表] Hellsing, Electron-Phonon Coupling and Surface Electronic States of Cs/Cu(111) (2008)
  • 著者名/発表者名: Nojima, Yamashita
  • 学会等名: WATOO08
  • 発表場所: Sydney (Australia)
  • 年月日: 20080914-20080919
• [学会発表] An Efficient ab initio method for inelastic transport in nanoscale devices : Analysis of inelastic electron tunneling spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, Yamashita
  • 学会等名: MOLEC08
  • 発表場所: St. Petersburg (Russia)
  • 年月日: 20080823-20080828
• [学会発表] Hellsing, Electron-Phonon Coupling and Surface Electronic States of Cs/Cu(111) (2008)
  • 著者名/発表者名: Nojima, Yamashita
  • 学会等名: 6th Ultra Surface Dynamics
  • 発表場所: Kloster Bivez (Germany)
  • 年月日: 20080720-20080725
• [学会発表] Systematic Study on "Waveguide Effects" for Inelastic Currents in Atomic Gold Wire and "Propensity of Symmetry" for IETS in BDT (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, Yamashita
  • 学会等名: APS
  • 発表場所: New Orleans (USA)
  • 年月日: 20080310-20080314
• [備考]
  • URL: http://www.tcl.t.u-tokyo.ac.jp/