课题基金 / 基金详情

第一原理分子動力学法によるカーボンナノチューブの機械的・電気的特性解析

第一原理分子動力学法によるカーボンナノチューブの機械的・電気的特性解析
利用第一性原理分子动力学方法分析碳纳米管的力学和电学性能
批准号：
13875022
负责人：
北村 隆行
金额：
$1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2001
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2001 至 2002
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13875022/
关键词：
カーボンナノチューブ第一原理分子動力学機械的特性電子構造微視的構造ひずみ原子構造体

项目摘要

项目成果

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電子レベルのシミュレーションによって、カーボンナノチューブの機械的負荷による変形特性を解析するとともに、その変形に起因した電子構造を明らかにして、電気的特性の変形依存性を明らかにすることを目的としている。まず、擬ポテンシャル法に基づく電子密度分布の詳細解析との比較より、タイトバインディング法による変形解析の有効性を明らかにした。また、これに基づいて、ジグザグ型とアームチェア型単層カーボンナノチューブ(直径約1nm)を中心に、引張り負荷による変形と破壊の詳細シミュレーションを行った。両者とも強度は120nNであり、脆性的な破壊挙動を示す。しかし、剛性はジグザグ型がアームチェア型より大きく、機械的特性はチューブの微視構造に依存することが明らかになった。次に、直径や螺旋構造(カイラルベクトル)が異なる17種類のカーボンナノチューブに引張りひずみを負荷し、その状態密度を解析して、バンドギャップの変形による変化を評価した。その結果、アームチェア型は変形させても金属的性質を保持することが判明した。また、ジグザグ型と螺旋型のうち、無ひずみ時に金属的性質を示すもの(m-nが3の倍数:(m, n)はカイラルベクトル)は、引張りひずみ0.05程度負荷すると半導体的性質を示すように変化する。さらに、無ひずみ時に半導体的性質を示すチューブも大きな引張りひずみ(0.05から0.20程度)を負荷すると、金属的性質を示すようになることが明らかになった。
期刊论文(8)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
梅野宜崇: "原子構造体における不安定変形開始条件"日本材料学会第50期学術講演会講演論文集. 01・0. 265-266 (2001)
梅野义孝：“原子结构不稳定变形的起始条件”第50届材料学会学术会议论文集，日本01・0（2001年）。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
梅野宜崇: "原子構造体における不安定変形開始条件"日本材料学会第50期学術講演会講演論文集. 01-1. 265-266 (2001)
Yoshitaka Umeno：“原子结构不稳定变形的起始条件”日本材料学会第 50 届学术会议记录 01-1（2001 年）。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
梅野宜崇: "第一原理計算に基づくカーボンナノチューブの強度と電子構造の解析"日本機械学会第15回計算力学講演会講演論文集. 02-2. 173-174 (2002)
Yoshitaka Umeno：“基于第一原理计算的碳纳米管的强度和电子结构分析”日本机械工程师学会第15届计算力学会议论文集02-2（2002）。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
北村隆行: "原子構造体の不安定性解析法とナノ薄膜の理想強度解析への適用"日本機械学会論文集,A編. 68・665. 104-110 (2002)
Takayuki Kitamura：“一种分析原子结构不稳定性的方法及其在纳米薄膜理想强度分析中的应用”，日本机械工程师学会会刊，A版68・665（2002年）。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
共 6 条
    Interface Fracture in Dissimilar Nanostructures Induced by Ultrafast Laser Irradiation
    • 批准号：
      18F18067
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $1.47万
    • 财政年份：
      2018
    • 负责人：
      北村 隆行
    • 依托单位：
      Kyoto University
    ひずみエネルギー密度法によるマイクロ・ナノ材料の統一破壊力学
    • 批准号：
      16F16366
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $1.41万
    • 财政年份：
      2016
    • 负责人：
      北村 隆行
    • 依托单位：
      Kyoto University
    複雑界面を有するナノ構造体の破壊力学
    • 批准号：
      13F03055
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $1.47万
    • 财政年份：
      2013
    • 负责人：
      北村 隆行
    • 依托单位：
      Kyoto University
    ナノ構造体のマルチスケール・モデリングとシミュレーション
    • 批准号：
      12F02058
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $1.47万
    • 财政年份：
      2012
    • 负责人：
      北村 隆行
    • 依托单位：
      Kyoto University
    国内基金
    海外基金
    真实Weyl半金属中电子-声子散射主导的磁输运性质：基于第一原理计算的理论研究
    • 批准号：
      --
    • 项目类别：
      青年科学基金项目
    • 资助金额：
      30万元
    • 批准年份：
      2022
    • 负责人：
      张缤元
    • 依托单位：
      东北大学
    第一原理激发态实空间计算的数值方法
    • 批准号：
      12001447
    • 项目类别：
      青年科学基金项目
    • 资助金额：
      24.0万元
    • 批准年份：
      2020
    • 负责人：
      张昕
    • 依托单位：
      西南财经大学
    钛合金α相<c+a>方向变形机制的第一原理研究
    • 批准号：
      52001307
    • 项目类别：
      青年科学基金项目
    • 资助金额：
      24.0万元
    • 批准年份：
      2020
    • 负责人：
      曹烁
    • 依托单位：
      中国科学院金属研究所
    二维钙钛矿材料的光电特性与性能调控的第一原理计算研究
    • 批准号：
      2020JJ4147
    • 项目类别：
      省市级项目
    • 资助金额：
      --
    • 批准年份：
      2020
    • 负责人：
      唐振坤
    • 依托单位：
      衡阳师范学院