2010 Fiscal Year Annual Research Report
密度汎関数法理論に基づく非平衡ナノスケール電気伝導ダイナミクス
| Project Area | Materials Design through Computics: Complex Correlation and Non-equilibrium Dynamics |
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| Project/Area Number |
22104007
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
渡邉 聡 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00292772)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 一之 東京理科大学, 理学部, 教授 (50221685)
相馬 聡文 神戸大学, 工学系研究科, 准教授 (20432560)
小野 倫也 大阪大学, 工学研究科, 助教 (80335372)
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| Keywords | 計算物理 / 物性理論 / 密度汎関数法 / 電気伝導 |
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| Research Abstract |
ナノスケール電気伝導は活発に研究されてきたが、ダイナミックな過程に対する理解はまだ不十分である。そこで本研究では、様々な意味でのダイナミクスに特に重点を置き、フォノン・熱、イオシ伝導、スピン、電子励起等との絡み合いやより実際に近いモデル化にも注意を払いながら、ナノスケール電気伝導のより深い理解を目指す。平成22年度には、プログラム開発・改良の進展に加え、(1)金属カーボンナノチューブ(CNT)のサブTHz交流電気伝導を解析し、電極-CNT接触強度の増大と共に容量性サセプタンスから誘導性サセプタンスへの転移が起きることを見出した、(2)水素分子等が金属電極と結合した系の過渡応答特性を解析し、電極との結合が弱い場合には量子ドット系と定性的に同じ振舞いを示す独立な成分に分解できることがわかった、(3)原子状水素が吸着したCNTのフォトルミネッセンスの発光スペクトルを解析し、光学禁制であるはずのスピン三重項励起子からの発光とみられるサブピークが観測された原因を解明した、(4)室温・溶液中の単分子架橋の電気伝導度と構造の時間変化をバイアス印加下も含めて計算・解析した、(5)4端子抵抗測定の解析のための多端子電気伝導シミュレータに有限バイアス電圧印加の効果および電子-フォノン散乱の効果を陽に取り込み、予備計算で妥当な結果が得られることを確認した、(6)ジグザグ端グラフェンナノリボンによる電子ドープ電極-ノンドープチャンネル-電子ドープ電極構造の伝導特性を解析し、リボン端に導入した原子欠陥がドレイン電極近くにある場合には影響が強く現れるのに対し、ソース電極近くにある場合にはほとんど影響が現れない事を見出した、(7)BNCナノリボン構造のスピン輸送特性を調べ、より小さなC領域がBN領域に挟まれて孤立した構造を持つ程、C領域でのスピン分極は大きくなることがわかった、等の成果を得た。
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