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2008 年度 実績報告書

第一原理アプローチによるナノ構造の電子・原子動的過程と励起状態の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19540411
研究機関東京理科大学

研究代表者

渡辺 一之  東京理科大学, 理学部・第一部, 教授 (50221685)

キーワードナノ構造の光吸収 / ナノ架橋構造の交流応答 / ナノ構造からの電界放射 / ナノ構造電子輸送
研究概要

(1)TDDFT-MDによる外場励起電子状態が駆動する原子ダイナミクスのプログラム開発とその応用:H19年度に開発したTDDFT-MD法プログラムの計算精度を検証したのち、高強度超短パルスレーザーレーザーをH_2、N_2、CH_4分子に照射することで生じる分子解離シミュレーションに応用した。照射レーザーの強度、振動数、方向と解離確率に強い相関があることを見出し、それをもとに解離機構の電子状態起源を明らかにした。結果をまとめて論文に投稿する。
(2)ナノ架橋構造の交流応答関数の決定と交流等価回路によるモデル化:H19年度に、分子架橋の交流アドミッタンスを散乱波動関数の数値解と線形応答理論を組み合わせた方法により計算する手法を確立した。H20年度は、架橋構造にポルフィン分子、C_20の3つの異性体分子を選び、交流応答関数を計算した。それをもとに等価回路を構築した。架橋分子構造と等価回路の型に密接な関係があることがわかった。
(3)DFT+NEGF法によるナノ架橋構造の光誘起量子輸送の解析:窒素を不純物としてドープしたカーボンナノチューブに光を照射すると、電気伝導度が著しく増大することを、DFT+NEGF法で明らかにした。結果は論文に投稿中である。
(4)NEMD法による温度勾配下ナノ物質輸送のシミュレーション:カーボンナノチューブ内のフラーレンと外部をスライドするカーボンリングの熱勾配による運動をNEMD法で検証し、そのミクロな起原をフォノン波束法で明らかにした。ナノスケールの熱輸送から質量輸送への変換に関する重要な知見を得た。結果を論文として公開すべく、投稿論文執筆中である。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (20件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Scanning tunneling microscopy and ab initio studies of precurs or states of Ga-induced2009

    • 著者名/発表者名
      S. Hara
    • 雑誌名

      Surf. Sci. 603

      ページ: 183-189

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bending Robustness of Thermal Conductance of Carbon Nanotubes : Nonequilibrium Molecular Dynamics Simulation2009

    • 著者名/発表者名
      F. Nishimura
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Exp. 2

      ページ: 035003-1-035003-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-Dependent Electron Transport Induced by Non-Magnetic Adatoms in Metallic Carbon Nanotube2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Girard
    • 雑誌名

      e-J. Surf. Sci. Nanotech. 6

      ページ: 157-160

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Using thermal gradients for actuation in the nanoscale2008

    • 著者名/発表者名
      E. R. Hernandez
    • 雑誌名

      Proceedings of the IUTAM symposium onmodelling nanomaterials and nanosystemsheld 13

      ページ: 141-150

    • 査読あり
  • [学会発表] 非平衡分子動力学法によるピーポツドと多層カーボンナノチューブの熱伝導度計算2009

    • 著者名/発表者名
      西村史生
    • 学会等名
      日本物理学会、第64回年会
    • 発表場所
      東京、立教大学
    • 年月日
      2009-03-29
  • [学会発表] 温度勾配をもつカーボンナノチューブにおける質量輸送2009

    • 著者名/発表者名
      志賀宅麿
    • 学会等名
      日本物理学会、第64回年会
    • 発表場所
      東京、立教大学
    • 年月日
      2009-03-29
  • [学会発表] TDDFT-MD法によるレーザー照射下のナノ構造ダイナミクス2009

    • 著者名/発表者名
      春山潤
    • 学会等名
      日本物理学会、第64回年会
    • 発表場所
      東京、立教大学
    • 年月日
      2009-03-29
  • [学会発表] Molecular-Dynamics Simulations on Carbon-Nanotube Phonon Fiber2009

    • 著者名/発表者名
      山本貴博
    • 学会等名
      第36回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジュウム
    • 発表場所
      名城大学
    • 年月日
      2009-03-02
  • [学会発表] Molecular-Dynamics Simulations on Phonon-Assisted Mass Transport in Carbon Nanotubes2009

    • 著者名/発表者名
      志賀宅麿
    • 学会等名
      第36回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジュウム
    • 発表場所
      名城大学
    • 年月日
      2009-03-02
  • [学会発表] Molecular-Dynamics Simulations on Thermal Transport in Peapod and Multi-Walled Carbon Nanotube2009

    • 著者名/発表者名
      西村史生
    • 学会等名
      第36回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジュウム
    • 発表場所
      名城大学
    • 年月日
      2009-03-02
  • [学会発表] Laser-driven molecular dissociation : time-dependent density functional theory and molecular dynamics simulations2009

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe
    • 学会等名
      Supercomputing in Solid State Physics 2009
    • 発表場所
      東京大学、物性研究所
    • 年月日
      2009-02-19
  • [学会発表] Molecular Dynamics Study of Thermal Transport in Carbon Nanotubes with Atomic Defects and Bending2008

    • 著者名/発表者名
      F. Nishimura
    • 学会等名
      The 16th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
    • 発表場所
      熟川・熱川ハイツ
    • 年月日
      2008-12-12
  • [学会発表] Photo-Induced Electronic Transport in Nitrogen-Doped Carbon Nanotubes2008

    • 著者名/発表者名
      D. Hirai
    • 学会等名
      The 16th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
    • 発表場所
      熱川・熱川ハイツ
    • 年月日
      2008-12-11
  • [学会発表] Time-Dependent Density Functional Calculations of Laser-Driven Molecular Dissociation Dynamics2008

    • 著者名/発表者名
      K. Taguchi
    • 学会等名
      International Symposium on Surface Science and Nanotechnology
    • 発表場所
      東京・早稲田大学
    • 年月日
      2008-11-12
  • [学会発表] Molecular Dynamics Simulations of Thermal Transport through van der Waals Coupling in Carbon Nanotubes2008

    • 著者名/発表者名
      F. Nishimura
    • 学会等名
      International Symposium on Surface Science and Nanotechno logy
    • 発表場所
      東京・早稲田大学
    • 年月日
      2008-11-12
  • [学会発表] Transient Quantum Transport through Atomic Contact : Tight-Binding Calculations Based on Quantum Liouville Equation2008

    • 著者名/発表者名
      K. Yamada
    • 学会等名
      International Symposium on Surface Science and Nanotechno logy
    • 発表場所
      東京・早稲田大学
    • 年月日
      2008-11-11
  • [学会発表] Tight-Binding Calculations of AC Response of Nano-Bridges2008

    • 著者名/発表者名
      K. Ozawa
    • 学会等名
      International Symposium on Surface Science and Nanotechnology
    • 発表場所
      東京・早稲田大学
    • 年月日
      2008-11-11
  • [学会発表] グラフェンナノリボン素子におけるスピン輸送に関する理論解析2008

    • 著者名/発表者名
      相馬聡文
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      盛岡市・岩手大学
    • 年月日
      2008-09-22
  • [学会発表] 光照射による半導体CNTの電気伝導制御2008

    • 著者名/発表者名
      早川健
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      盛岡市・岩手大学
    • 年月日
      2008-09-22
  • [学会発表] 時間依存密度汎関数法による分子解離ダイナミクス2008

    • 著者名/発表者名
      田口恵太
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      盛岡市・岩手大学
    • 年月日
      2008-09-22
  • [学会発表] カーボンナノチューブの準弾道的フオノン熱伝導に関する現象論的アプローチ2008

    • 著者名/発表者名
      山本貴博
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      盛岡市・岩手大学
    • 年月日
      2008-09-22
  • [学会発表] Response of Nanocarbons to Electric Field, Light Irradiationand Thermal Gradient2008

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe
    • 学会等名
      浙江大学理学物理系での招待講演
    • 発表場所
      中国杭州浙江大学
    • 年月日
      2008-09-17
  • [学会発表] From Coherent to Incoherent Phonon Transport in Carbon Nanotubes2008

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto
    • 学会等名
      Transmission of Information and Energy in Nonlinear and Complex Systems 2008
    • 発表場所
      The National University of Singapore, Singapore
    • 年月日
      2008-06-05
  • [学会発表] Phonon Wavepacket Simulations on Multi-Walled Nanotubes2008

    • 著者名/発表者名
      T. Takahashi
    • 学会等名
      Transmission of Information and Energy in Nonlinear and Complex Systems 2008
    • 発表場所
      The National University of Singapore, Singapore
    • 年月日
      2008-06-05
  • [備考]

    • URL

      http://www.rs.kagu.tus.ac.jp/~watlab/

URL: 

公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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