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2010 年度 実績報告書

新たな曲面量子物性学理の基盤構築

研究課題

研究課題/領域番号 21200032
研究機関東京工業大学

研究代表者

尾上 順  東京工業大学, 原子炉工学研究所, 准教授 (50241245)

研究分担者 島 弘幸  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40312392)
キーワード1次元金属ピーナッツ型ナノカーボン / リーマン曲面(ガウス曲率) / 曲面量子系 / 電子構造 / パイエルス転移 / 光学物件 / 電子輸送特性 / フォノン物性
研究概要

1次元エキゾチックナノカーボンのフォノン物性をIn situ高分解能赤外分光により調べた結果、前年度明らかにした1次元エキゾチックナノカーボンに特徴的な2本のピークの強度が異常増大していることを見出し、増大機構として、1次元に特徴的なファンホーベ異常であることを理論解析の結果明らかにした。
また、1次元エキゾチックナノカーボンのIRスペクトルを室温から30Kまで調べた結果、50K以下で、パイエルス転移に伴う電荷密度波(CDW)に由来すると考えられる2本のフォノンモードを観測することに成功した。
理論的側面では、幾何的な曲がりや捻りを伴う非平坦型ナノ構造が示す特異物性の発現機構およびその形状物性相関について物性推算と理論構築を行った結果、非平坦ナノ構造の内部では系全体の形状が伝導電子と伝導フォノンの両者に対し有効ポテンシャル場を供するため、通常の平坦系とは異なる秩序相・量子輸送が発現することを明らかにした。さらに、捩れ原子(分子)構造で構成される捩れ量子リングに対しては、捩率誘起磁場効果による特異な量子位相干渉効果が起こることを示した。

  • 研究成果

    (37件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (23件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Curvature effects on collective excitations in dumbbell-shaped hollow nanotubes2010

    • 著者名/発表者名
      H. Shima, H. Yoshioka, and J. Onoe
    • 雑誌名

      Physica E

      巻: 42 ページ: 1151-1154

    • DOI

      DOI:10.1016/j.physe.2009.10.030

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-temperature resistivity anomalies in periodic curved surfaces2010

    • 著者名/発表者名
      S. Ono and H. Shima
    • 雑誌名

      Physica E

      巻: 42 ページ: 1224-1227

    • DOI

      DOI:10.1016/j.physe.2009.11.103

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ infrared spectroscopic and density-functional studies on the cross-linked structure of one-dimensional C_<60> polymer2010

    • 著者名/発表者名
      A.Takashima, J.Onoe, T.Nishii
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 108 ページ: 033514/1-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Infrared phonon anomaly of one-dimensional metallic peanut-shaped C_<60> polymer2010

    • 著者名/発表者名
      J.Onoe, A.Takashima, Y.Toda
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 97 ページ: 241911/1-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diverse corrugation pattern in radially shrinking carbon nanotubes2010

    • 著者名/発表者名
      H.Shima, M.Sato, K. Iiboshi, S.Ghosh, M.Arroyo
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 82 ページ: 085401_1-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Manipulating the Tomonaga-Luttinger exponent by electric field modulation2010

    • 著者名/発表者名
      H.Shima, S.Ono, H.Yoshioka
    • 雑誌名

      European Physical Journal B

      巻: 71 ページ: 481-488

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diverse corrugation pattern in radially shrinking carbon nanotubes2010

    • 著者名/発表者名
      H.Shima, M.Sato, K. Iiboshi, S.Ghosh, M. Arroyo
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 82 ページ: 085401_1-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomalous phase shift in a twisted quantum loop2010

    • 著者名/発表者名
      H.Taira, H.Shima
    • 雑誌名

      Journal of Physics A : Mathematical and Theoretical

      巻: 43 ページ: 354013_1-11

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flux-free conductance modulation in a helical Aharonov-Bohm interferometer2010

    • 著者名/発表者名
      H.Taira, H.Shima
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Condensed Matter

      巻: 22 ページ: 245302_1-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Core-Tube Morphology of Multiwall Carbon Nanotubes2010

    • 著者名/発表者名
      M.Sato, H.Shima, K. Iiboshi
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics B

      巻: 24 ページ: 288-294

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 弾性体中多層カーボンナノチューブの半径方向圧力作用に対する特異な断面変形座屈モード発現の理論予測2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤太裕、島弘幸、飯干晃太朗、三上隆
    • 雑誌名

      計算力学論文集

      巻: 13 ページ: 19-28

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Torsion-induced persistent current in a twisted quantum ring2010

    • 著者名/発表者名
      H.Taira, H.Shima
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Condensed Matter

      巻: 22 ページ: 075301_1-5

    • 査読あり
  • [学会発表] 1次元エキゾチックナノカーボンのフォノン異常2011

    • 著者名/発表者名
      尾上順、高嶋明人、戸田泰則
    • 学会等名
      第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      厚木
    • 年月日
      20110324-20110327
  • [学会発表] 多層炭素ナノチューブ断面の高圧誘起波状変形2011

    • 著者名/発表者名
      島弘幸、佐藤太裕
    • 学会等名
      2011年春季 第58回 応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      厚木市
    • 年月日
      20110324-20110327
  • [学会発表] サブミクロン材料における形状物性相関-ソフトからハードまで-2011

    • 著者名/発表者名
      島弘幸
    • 学会等名
      ワークショップ「連続体力学の現象と数理」
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      20110221-20110223
  • [学会発表] One-dimensional exotic-nanocarbons : observation of the electronic states in Riemannian space2011

    • 著者名/発表者名
      J.Onoe
    • 学会等名
      Joint Seminar, Nanotechnology Center, Rensselaer Polytechnic Institute
    • 発表場所
      Troy, NY, USA (Invited lecture)
    • 年月日
      2011-03-22
  • [学会発表] One-dimensional exotic-nanocarbons : Electronic, optical, and phonon properties2011

    • 著者名/発表者名
      J.Onoe
    • 学会等名
      Department of Physics, Clemson University
    • 発表場所
      Clemson, SC, USA(Invited lecture)
    • 年月日
      2011-03-17
  • [学会発表] 高圧下で発現するカーボンナノチューブ断面の波状変形2010

    • 著者名/発表者名
      島弘幸、佐藤太裕
    • 学会等名
      第20回日本MRS学術シンポジウム
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      20101220-20101222
  • [学会発表] Riemannian geometrical effects on the electronic properties of one-dimensional metallic C_<60> polymers with a periodic peanut-shaped unevenness structure2010

    • 著者名/発表者名
      J.Onoe, T.Ito, H.Shima, H.Yoshioka, S.Kimura
    • 学会等名
      The Fifth General Meeting of ACCMS-VO (Asian Consortium on Computational Materials Science-Virtual Organization)
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      20101210-20101212
  • [学会発表] Infrared spectroscopic study of the reaction mechanism of one-dimensional metallic peanut-shaped C_<60> polymer2010

    • 著者名/発表者名
      A.Takashima, M.Nishiyama, J.Onoe
    • 学会等名
      The Fifth General Meeting of ACCMS-VO (Asian Consortium on Computational Materials Science-Virtual Organization)
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      20101210-20101212
  • [学会発表] Radial corrugation of carbon nanotubes under high pressure2010

    • 著者名/発表者名
      H.Shima, M.Sato, K. Iiboshi, S.Ghosh, M.Rahimi, M.Arroyo
    • 学会等名
      5th Asian Conference on High Pressure Research
    • 発表場所
      Matsue, Japan
    • 年月日
      20101107-20101112
  • [学会発表] Anomalous increase in the infrared peak intensity of one-dimensional metallic peanut-shaped C_<60> polymer2010

    • 著者名/発表者名
      A.Takashima, S.Ono, H.Shima, J.Onoe
    • 学会等名
      5th International Conference on Surface, Coatings and Nanostructured Materials
    • 発表場所
      Reims, France
    • 年月日
      20101019-20101021
  • [学会発表] 擬一次元導体が示す朝永-Luttinger指数のバイアス電場制御2010

    • 著者名/発表者名
      島弘幸、小野頌太、吉岡英生
    • 学会等名
      日本物理学会 平成22年度 秋季大会(物性関係)
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20100923-20100926
  • [学会発表] ピーナッツ型C60ポリマーにおけるCDW発現可能性とPeierlsギャップ評価2010

    • 著者名/発表者名
      小野頌太、島弘幸
    • 学会等名
      日本物理学会 平成22年度 秋季大会(物性関係)
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20100923-20100926
  • [学会発表] Electronic states in one-dimensional C60 polymers : Surface curvature effects on the collective excitations2010

    • 著者名/発表者名
      H.Shima, J.Onoe, Y.Toda, T.Ito, A.Takashima, S.Ono, T.Nishii, H.Yoshioka, S.Kimura
    • 学会等名
      Psi-k Conference 2010
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 年月日
      20100912-20100916
  • [学会発表] In situ low-temperature infrared spectroscopic study on Kohn anomaly of one-dimensional metallic exotic-nanocarbon2010

    • 著者名/発表者名
      J.Onoe, A.Takashima, Y.Toda
    • 学会等名
      9th Conference on Solid State Chemistry
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      20100910-20100915
  • [学会発表] High-pressure deformation of multiwall carbon nanotubes2010

    • 著者名/発表者名
      H.Shima, M.Sato, K.Iiboshi, M.Arroyo
    • 学会等名
      The 20th International Workshop on Computational Mechanics of Materials (IWCMM 20)
    • 発表場所
      Loughborough, UK
    • 年月日
      20100908-20100910
  • [学会発表] In situ infrared spectroscopic and density-functional studies of the cross-linked structure of one-dimensional metallic C_<60> polymer2010

    • 著者名/発表者名
      J.Onoe
    • 学会等名
      6th International Conference on DV-Xα Method
    • 発表場所
      Daejeon, Korea(Invited)
    • 年月日
      20100803-20100806
  • [学会発表] Novel persistent current in a twisted quantum ring under in-plane magnetic field2010

    • 著者名/発表者名
      H. Taira and H. Shima
    • 学会等名
      International Conference on Superlattices, Nanostructures and Nanodevices (ICSNN-2010)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      20100618-23
  • [学会発表] 1次元金属エキゾチックナノカーボンの低温in situ赤外スペクトル2010

    • 著者名/発表者名
      尾上順、高嶋明人、戸田泰則
    • 学会等名
      ナノ学会第8回大会
    • 発表場所
      岡崎、日本
    • 年月日
      20100513-20100515
  • [学会発表] 炭素ナノ科学~構造・物性・機能2010

    • 著者名/発表者名
      尾上順
    • 学会等名
      レーザー学会九州支部特別講演会
    • 発表場所
      宮崎、日本(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-19
  • [学会発表] Riemannian geometric effects on the Tomonaga-Luttinger liquids of one-dimensional metallic exotic nanocarbons with positive and negative Gaussian curvatures2010

    • 著者名/発表者名
      J.Onoe
    • 学会等名
      Department seminar of complex matter, Jozef-Stefan Institute
    • 発表場所
      Ljubljana, Slovenia(Invited lecture)
    • 年月日
      2010-09-17
  • [学会発表] High-pressure deformation of Multiwall carbon nanotubes2010

    • 著者名/発表者名
      H.Shima
    • 学会等名
      International Workshop in Jozef Stefan Institute
    • 発表場所
      Ljubljana, Slovenia(Invited)
    • 年月日
      2010-09-17
  • [学会発表] π電子共役系ナノカーボン:低次元からトポロジーまで2010

    • 著者名/発表者名
      尾上順
    • 学会等名
      東京理科大学理学部応用化学科特別講演
    • 発表場所
      東京、日本(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-02
  • [学会発表] 電子線励起フラーレン融合反応制御による新しい多面体ナノカーボンの創製と物性2010

    • 著者名/発表者名
      高嶋明人、尾上順
    • 学会等名
      「光・電子材料科学における現状と展望」研究会
    • 発表場所
      高松、日本
    • 年月日
      2010-05-28
  • [備考] 尾上順

    • URL

      http://www.nr.titech.ac.jp/~jonoe/

  • [備考] 島弘幸

    • URL

      http://subutu-ap.eng.hokudai.ac.jp/staff/staff_shima.html

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公開日: 2012-07-19  

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