炭素・マイクロクラスターの電子状態・振動状態に関する第一原理的研究

碳微团簇电子态和振动态的第一性原理研究

• 批准号: 05233203
• 负责人: 川添 良幸
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05233203/
• 关键词: マイクロクラスター; フラーレン; 電子状態; バンド計算; 分子動力学; 分子性結晶; 振動状態; 局所密度近似

本年度は、フラーレンの作る分子性結晶の電子状計算を集中的に行った。用いた計算方法は、我々が独自開発した混合基底第一原理バンド計算法である。その結果、CuおよびSi基板上に2次元配列したC_<60>、C_<70>、およびそれらの混合物の電子状態は、本研究所の新素材開発施設の走査型トンネル顕微鏡(STM)で観測された基板およびSTMのバイアス電圧に依存する極めて不思議なパターンを再現することが分かった。また、これらの構造体がナノスケール材料としての可能性を持つことを示すことができた。C_<60>およびC_<70>の作るFCC型3次元結晶に対する精密計算も行い、従来11万個もの平面波を用いていた計算が、我々の方法では、実に数千個で十分であることが示された。さらに、分子性結晶中でのフラーレンの向きが結晶の電子状態を大きく変えることを見出した。今後は、実験で知られている255K以下でのSC型結晶構造に対する同様の計算を計画しているが、単位胞に最低4個のフラーレンを入れる必要があり、我々の方法をもってしても極めて大規模な計算となる。フラーレンの振動状態に対する分子動力学計算も継続的に行っているが、まだ十分な精度で振動数を見積もるまでには至っておらず、来年度以降の継続的研究テーマである。

This year, the molecular crystallization and electronic calculation are concentrated. The first principle of mixed basis calculation is developed independently by using the calculation method. The results show that the electronic state of the mixture of C_<60>, C_<70>The structure of this material is not only suitable but also feasible. C_<60>(2) and C_<70>(2) are used in the precise calculation of FCC three-dimensional crystals, and the calculation method of plane waves with 110,000 points is used to calculate the number of points. In the molecular crystal, the electron state of the crystal is large. In the future, we will know how to plan the calculation of SC type crystal structure below 255K, and how to calculate the minimum 4 crystals in single cell. There will be extensive research in the coming year on the implementation of molecular dynamics calculations related to the vibrational state of Flanagan, the integration of vibrational numbers with ten-fold accuracy, and so on.

项目成果

B.-L.Gu 他: "The Orientatinal Influence on the Electronic Structure of the Solid fcc C_<60>" Sci.Rep.RITU. A38. 1-6 (1993)

B.-L.Gu 等人：“方向对固体 fcc C_<60> 电子结构的影响”Sci.Rep.RITU A38。

T.Hashizume 他: "Intramolecular Structures of C_<60> Molecules Adsorbed on Cu(111)-(1×1) Surface" Phys.Rev.Lett.71. 2959-2962 (1993)

T. Hashizume 等人：“吸附在 Cu(111)-(1×1) 表面上的 C_<60> 分子的分子内结构”Phys.Rev.Lett.71 (1993)。

Y.Kawazoe 他: "Electronic Structure of Layered C_<60> on Si(100) Surface" J.Jpn.Appl.Phys.32. 1433-1437 (1993)

Y. Kawazoe 等人：“Si(100) 表面上层状 C_<60> 的电子结构”J.Jpn.Appl.Phys.32 1433-1437 (1993)。

Y.Kawazoe 他: "Structure of Layered C_<60> on Si(100) Surface Studied by Ab-initio and Classical Molecular Dynamics Simulations" Materials Sci.and Engineering. B19. 165-171 (1993)

Y. Kawazoe 等人：“通过从头计算和经典分子动力学模拟研究的 Si(100) 表面上的层状 C_<60> 结构”材料科学与工程 165-171。

H.Kamiyama 他: "Ab-initio Molecular Dynamics Simulation of Monolager C_<60> Thin Film on Si(100) Surface" Z.Phys.D26. 291-293 (1993)

H. Kamiyama 等人：“Si(100) 表面上的 Monolager C_<60> 薄膜的从头算分子动力学模拟”Z.Phys.D26 (1993)。