量子回転子機能デバイスの提唱と創製

本年度の主な成果二点を以下に述べる。(1)多体回転子系デバイスの開発研究:本研究の主な目的は、ナノスケールで回転運動する双極子分子の分子配向を利用した新規な量子回転子デバイスを、開発・デザインすることにある。最終年度は、双極子モーメントを有する表面吸着分子を取り上げ、複数の分子間に働く双極子相互作用が系のナノ力学に与える影響を定量的に調べた。その結果、回転子間の相互作用は、誘電応答関数の非線形性を生むことが明らかとなった。さらには、極性不純物を含む物質一般に拡張し、それら一連の物質の誘電異常が我々の提唱するデバイスモデルを用いて統一的に解釈できることを示した。(2)多体回転素子の光制御:超短パルス光を用いて量子回転子の分極配向を制御する技術は、ナノマニピュレーション技術の一環として非常に価値の高い問題である。そこで最終年度では、光パルス照射下の量子回転子のダイナミクスに関する実時間・実空間シミュレーションを行い、パルス方向への回転子の誘電分極と回転子間の相互作用との関係を昨年度に続き調べた。その結果、分極モーメントの配向が、光パルスや偏極磁場により完全に制御できることを実証し、論文発表した。さらに、これと同様の現象が、分子膜中の量子回転子についても観測される可能性を別の論文として発表した。

本年度の主な成果二点を以下に述べる。(1)多体回転子系デバイスの開発研究:本研究の主な目的は、ナノスケールで回転運動する双極子分子の分子配向を利用した新規な量子回転子デバイスを、開発・デザインすることにある。最終年度は、双極子モーメントを有する表面吸着分子を取り上げ、複数の分子間に働く双極子相互作用が系のナノ力学に与える影響を定量的に調べた。その結果、回転子間の相互作用は、誘電応答関数の非線形性を生むことが明らかとなった。さらには、極性不純物を含む物質一般に拡張し、それら一連の物質の誘電異常が我々の提唱するデバイスモデルを用いて統一的に解釈できることを示した。(2)多体回転素子の光制御:超短パルス光を用いて量子回転子の分極配向を制御する技術は、ナノマニピュレーション技術の一環として非常に価値の高い問題である。そこで最終年度では、光パルス照射下の量子回転子のダイナミクスに関する実時間・実空間シミュレーションを行い、パルス方向への回転子の誘電分極と回転子間の相互作用との関係を昨年度に続き調べた。その結果、分極モーメントの配向が、光パルスや偏極磁場により完全に制御できることを実証し、論文発表した。さらに、これと同様の現象が、分子膜中の量子回転子についても観測される可能性を別の論文として発表した。