ナノクラスターのメソスケールダイナミクスの研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23540459
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 清水 寧 立命館大学, 理工学部, 准教授 (30388128)
• 研究分担者: 池田 研介 立命館大学, 理工学部, 教授 (40151287) ; 保田 英洋 大阪大学, 超高圧電子顕微鏡センター, 教授 (60210259) ; 澤田 信一 関西学院大学, 理工学部, 教授 (80253904) ; 新山 友暁 金沢大学, 機械工学系, 研究員 (00583858)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: ナノクラスター / 非線形ダイナミクス / 拡散 / カオス / 集団運動

研究概要

本研究では少数多体系の長時間（メソスケール）ダイナミクスの背後にある構成要素の運動を特徴づける手法を開発し,構成要素の集団的あるいは個別的な運動とナノクラスター全体の動的特性の関係を明らかにした.特に(1)アルカリハライドや金属ナノクラスターにおいて,高速拡散を支配しているメカニズムの違いを解明し,(2)ナノクラスター表面における欠陥の運動の背後にある安定構造とそれらをつなぐ反応経路から原子の協奏的運動が拡散を支配していることを示した.さらに(3)量子細線に閉じ込められた２電子からなる少数多体系の非線形ダイナミクスを量子古典対応の視点から調べ,量子系の性質を決める新たな原因をみつけた.

研究成果

• [雑誌論文] Quantum and classical chaos of a two - spinless-fermion system in a quantum wire (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Masuda, S. Sawada, and Y. Shimizu
  • 雑誌名: Journal of Physics A : Mathematical and Theoretical 巻: 46; 35 ページ: 355101
  • DOI: 10.1088/1751-8113/46/35/355101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chaos and ergodicity of two hard disks within a circular billiard (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Sawada and T. Taniguchi
  • 雑誌名: Physical Review 巻: E88 ページ: 022907
  • DOI: 10.1103/PhysRevE.88.022907
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-adiabatic effects in quantum escapes with a time -dependent potential (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Taniguchi and S. Sawada
  • 雑誌名: Eur.Phys.J. B 巻: 86 ページ: 417
  • DOI: 10.1140/epjb/e2013-40519-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lorentzian-like image blur of gold nanoparticles on thick amorphous silicon films in ultra-high-voltage transmission electron microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Oshima, R. Nishi, K. Asayama, K. Arakawa, K. Yoshida, T. Sakata, E. Taguchi and H. Yasuda
  • 雑誌名: Microscopy 巻: 62 ページ: 521-531
  • DOI: 10.1093/jmicro/dft031
  • 査読あり
• [雑誌論文] 透過電子顕微鏡(TEM)による薄膜形状評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 保田英洋
  • 雑誌名: 薄膜の評価技術ハンドブック, 監修 : 金原粲, テクノシステム ページ: 5-7
• [雑誌論文] Time -reversal Characteristics of Quantum Normal Diffusion (2012)
  • 著者名/発表者名: H.S. Yamada and K.S. Ikeda
  • 雑誌名: Eur. Phys. J 巻: B85 ページ: 41
  • DOI: 10.1140/epjb/e2011-20811-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time -reversal characteristics of quantum normal diffusion : time-continuous models (2012)
  • 著者名/発表者名: H.S. Yamada and K.S. Ikeda
  • 雑誌名: Eur. Phys. J 巻: B85 ページ: 195
  • DOI: 10.1140/epjb/e2012-30112-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tunneling effect and the natural boundary of invariant tori (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Shudo and K.S. Ikeda
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 109 ページ: 154102
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.154102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron-irradiation-induced structural change in Zr-Hf-Nb alloy (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nagase, S. Anada, P. D. Rack, J. H. Noh, H. Yasuda, H. Mori, T. Egami
  • 雑誌名: Intermetallics 巻: 26 ページ: 122-130
  • DOI: 10.1016/j.intermet.2012.02.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Particle escapes in an open quantum network via multiple leads (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Taniguchi and S. Sawada
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: A84 ページ: 062707
  • DOI: 10.1103/PhysRevA.84.062707
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoluminescence dynamics of organic molecule-passivated Si nanoclusters (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Imamura, J. Nakamura, S. Fujimasa, H. Yasuda, H. Kobayashi, and Y. Negishi
  • 雑誌名: Eur. Phys. J ページ: 289-292
  • DOI: 10.1140/epjd/e2011-10513-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3MV 超高圧電子顕微鏡内その場観察法とその物質・材料科学への新展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 保田英洋
  • 雑誌名: 顕微鏡 巻: 46巻 ページ: 160-164
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the origin of atomistic mechanism of rapid diffusion in alkali halide nanoclusters
  • 著者名/発表者名: T. Niiyama, S .Sawada, K.S. Ikeda, Y. Shimizu
  • 雑誌名: European Phys. J. D 巻: 68 ページ: 7810
  • DOI: 10.1140/epjd/e2014-40469-0
  • 査読あり
• [学会発表] Au(100)の表面再構成構造とそのダイナミクスII (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水寧, 新山友暁, 川村真澄, 保田英洋, 澤田信一
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学, 徳島県
  • 年月日: 2013-09-28
• [学会発表] 正方形ビリアード中の2電子の量子カオス (2013)
  • 著者名/発表者名: 澤田信一
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学, 徳島県
  • 年月日: 2013-09-25
• [学会発表] 連続時間系トンネル共鳴状態へのカオスの影響とその諸問題 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大屋俊弘, 高橋公也, 池田研介
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学, 徳島県
  • 年月日: 2013-09-25
• [学会発表] 少数自由度量子系における非可逆的エネルギー輸送のモデル (2013)
  • 著者名/発表者名: 松井文宏, 山田弘明, 池田研介
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学, 徳島県
  • 年月日: 2013-09-25
• [学会発表] Recent topics of telemicroscopy and in situ experiments in Osaka University (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Yasuda
  • 学会等名: 4th International Workshop on Remote Electron Microscopy and In Situ Studies
  • 発表場所: Lisbon, Portugal
  • 年月日: 2013-05-24
  • 招待講演
• [学会発表] Au(100)の表面再構成構造とそのダイナミクスI (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水寧, 新山友暁, 川村真澄, 保田英洋, 澤田信一
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学, 広島県
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] 量子ネットワーク系におけるエスケープ現象 (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷口亨, 澤田信一
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学, 広島県
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] 不変トーラスの自然境界とトンネル効果1 : 現象論 (2013)
  • 著者名/発表者名: 池田研介, 首藤啓
  • 学会等名: 日本物理学会第68年次大会
  • 発表場所: 広島大学, 広島県
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] 連続時間系トンネル共鳴状態へのカオスの影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大屋俊弘, 高橋公也, 池田研介
  • 学会等名: 日本物理学会第68年次大会
  • 発表場所: 広島大学, 広島県
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] MeV Electron-Irradiation -Induced Non-Equilibrium Phase Formations in Nanoparticles (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Yasuda
  • 学会等名: The Minerals, Metals & Materials Society, TMS 2013 Annual Meeting
  • 発表場所: San Antonio, Texas, USA
  • 年月日: 20120303-07
• [学会発表] ナノ粒子の量子サイズ効果と特異な光物性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 保田英洋
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第56回シンポジウム「ソフト・ハードマターの多様性を観る」
  • 発表場所: 北海道大学, 北海道
  • 年月日: 2012-11-20
  • 招待講演
• [学会発表] 電子照射・励起誘起相転移の電顕内その場観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 保田英洋
  • 学会等名: 応用物理学会 高知工科大学ナノテク研シンポジウム2012
  • 発表場所: 高知工科大学, 高知県
  • 年月日: 2012-11-17
• [学会発表] クラスター内の空孔拡散ダイナミクスに対する第一到達時間を用いた解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 新山友暁, 清水寧, 澤田信一, 池田研介
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学, 神奈川県
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] ナノ粒子モデルにおける非一様なエネルギー分配と高速原子拡散ダイナミクス (2012)
  • 著者名/発表者名: 新山友暁
  • 学会等名: 第60期第3回日本材料学会分子動力学部門委員会
  • 発表場所: 岡山大学, 岡山県
  • 年月日: 2012-05-25
  • 招待講演
• [学会発表] 空孔遷移PESによるクラスター内原子拡散の速度評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 新山友暁, 清水寧, 澤田信一, 池田研介
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学, 富山県
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] クーロン相互作用する2粒子系の量子エスケープ (2011)
  • 著者名/発表者名: 谷口亨, 澤田信一
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学, 富山県
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 量子細線中の2電子の量子カオスと古典カオスII (2011)
  • 著者名/発表者名: 増田俊平, 澤田信一, 清水寧
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学, 富山県
  • 年月日: 2011-09-22
• [図書] ナノ粒子物性の基礎と応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林真至編 著, 隅山兼治, 保田英洋 共著
  • 総ページ数: 23-56
  • 出版者: 近代科学社