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

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19540411
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 数理物理・物性基礎
• 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, 教授 (50221685)
• 研究分担者: 山本 貴博 東京理科大学, 工学部, 講師 (30408695)
• 連携研究者: 小鍋 哲 筑波大学, 数理科学研究科, 研究員 (40535506)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2010
• キーワード: 第一原理非平衡電子状態計算 / 表面・界面物性 / ナノ構造

研究概要

ナノスケール物質がレーザーや交流電場に晒されたときに生じる電子系の応答と原子系に与える影響を最近の第一原理計算手法によって明らかにした.レーザー照射によって生じる分子解離と表面脱離現象の条件を見出したこと,光照射されたカーボンナノチューブに流れる電流量を決定したこと、励起子間相互作用効果を明らかにしたこと,カーボンナノチューブの交流応答を等価電子回路で解釈したこと,電流が原子に及ぼす力を求めその物理解釈を与えることができたこと,が主な研究成果である.

研究成果

• [雑誌論文] Isotope Effect on Hydrogen Desorption from Graphene Flake by Ab Initio Electron-Ion Dynamics Simulation (2011)
  • 著者名/発表者名: J.Haruyama, K.Watanabe
  • 雑誌名: e-J.Surf.Sci.Nanotech. 9 ページ: 1～5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism for Optical Activation of Dark Spin-Triplet excitons in Hydrogenated Single-Walled Carbon Nanotubes (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Konabe, K.Watanabe
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 83 ページ: 04540711-1～4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Auger Ionization in Armchair-Edge Nanoribbons (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Konabe, N.Onoda, K.Watanabe
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 82 ページ: 073402-1～4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two chirality classes of ac quantum transport in metallic carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yamamoto, K.Sasaoka, S.Watanabe, K.Watanabe
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 81 ページ: 115448-1～6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Auger-Recombination Induced Photocurrents in Single Walled Carbon Nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Konabe, T.Yamamoto, K.Watanabe
  • 雑誌名: Appl.Phys.Exp. 2 ページ: 092202-1～3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laser-Driven Molecular Dissociation : Time-Dependent Density Functional Theory and Molecular Dynamics Simulations (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Taguchi, J.Haruyama, K.Watanabe
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 78 ページ: 094707-1～6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photo-Assisted Electronic Transport in Impurity-Doped Carbon Nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: D.Hirai, T.Hayakawa, S.Konabe, K.Watanabe, T.Yamamoto
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 48 ページ: 08JB02(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-Dependent Electronic Transport Induced by Non-Magnetic Adatoms in Metallic Carbon Nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Girard, T.Yamamoto, K.Watanabe
  • 雑誌名: e-J.Surf.Sci.Nanotech. 6 ページ: 157～160
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab Initio Calculation of Surface Atom Evaporation in Electron Field Emission (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Araidai, K.Watanabe
  • 雑誌名: e-J.Surf.Sci.Nanotech. 5 ページ: 106～109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Chemical Interpretation of Current-Induced Forces on Adatoms in Carbon Nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Girard, T.Yamamoto, K.Watanabe
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 111 ページ: 12478～12482
  • 査読あり
• [学会発表] イオン照射されたグラフェンの電子励起ダイナミクス (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡辺一之
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学五十嵐キャンパス
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] Second-order nonadibatic couplings from time-dependent density functional theory (2010)
  • 著者名/発表者名: C.Hu
  • 学会等名: The 13th Asian Workshop on First-Principles Electronic Structure Calculations
  • 発表場所: POSCO International Center, POSTECH, Pohang, Korea
  • 年月日: 2010-11-02
• [学会発表] カーボンナノチューブにおける励起子の電場解離光電流の計算 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小鍋哲
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山,岡山大学
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] Ab initio study on laser-driven molecular dissociation and desorption dynamics (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Watanabe
  • 学会等名: The 10th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
  • 発表場所: Granada, Spain
  • 年月日: 2009-09-24
• [学会発表] Electronic transport in graphitic nanostructures with structural defects under bias and gate voltages (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Watanabe
  • 学会等名: The 4th Conference of the Asian Consortium on Computational Materials Science
  • 発表場所: KIST, Seoul, Korea
  • 年月日: 2007-09-13
• [図書] Carbon Nanotube and Related Field Emitters(479頁中12頁分担執筆) (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Watanabe, M.Araidai
  • 出版者: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co.KGaA
• [図書] Thermal transport of small systems in The Oxford Handbook of NANOSCIENCE AND TECHNOLOGY, Vol.I, Basic Aspects(分担執筆) (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yamamoto, K. atanabe, S.Watanabe
  • 総ページ数: 145-166
  • 出版者: Oxford University Press
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.rs.kagu.tus.ac.jp/~watlab