| 研究課題/領域番号 |
19K14637
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| 研究機関 | 明治大学 |
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研究代表者 |
奥山 倫 明治大学, 理工学部, 助教 (60735562)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | カーボンナノチューブ / 機械的運動 / フォノン / 量子光学 / 量子ドット |
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| 研究実績の概要 |
カーボンナノチューブは基礎科学のみならず、オールカーボンデバイスの中核素子として工学的応用も期待されている材料である。本研究ではナノチューブのフォノン、すなわち機械的運動を理論的に調べる。特にナノチューブを量子ドット（電荷量子ビット）と見なしたときの輸送現象によって、機械的運動を制御する方法を検討している。この状況は、フォノンを光子に見立てた「量子光学」の問題にほかならない。令和3年度は、チューブの回転の自由度に着目した研究を行った。その結果、スピン反転を伴う電気伝導によって、チューブをナノスケールの「眠りコマ」のように回転させられることが明らかとなった。この成果はPhys. Rev. Lett.誌に発表された。今後はチューブを介した電子輸送によって、フォノンの量子状態を制御する方法を定量的に検討していく。また、チューブの結晶構造に起因する特異なフォノン状態に由来する、非自明な輸送特性の可能性を調べる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究では令和元年度に計算サーバを導入し、大規模な数値解析を行う予定であった。ところが、新型コロナウイルス感染拡大に伴う在宅勤務拡大の影響により、大学構内での作業が制限されたため、十分な時間を割くことができなかった。また出席を予定していた国際会議が延期になり、研究成果発表・旅費の支出が行えなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後はカーボンナノチューブの電子輸送によって、チューブのフォノン、すなわち機械的振動を制御する方法を、大規模数値計算によって明らかにする。予備的な解析により、電子とフォノンが強く結合し、フランク・コンドン効果が生じることが示唆されている。今後は、計算サーバを用いた数値解析により、輸送現象を定量的に調べていく。また、チューブの結晶構造に起因する非自明なフォノン状態の影響なども検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
参加を予定していた国際会議が延期となったため、旅費の執行ができなかった。今年度、開催される国際会議ないし国内会議に出席し、研究発表を行う予定である。
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