フラーレン・ナノチューブネットワークの電子状態及び生成過程の理論的研究

富勒烯纳米管网络电子态及形成过程的理论研究

• 批准号: 11165242
• 负责人: 澤田 信一
• 金额: $ 4.99万
• 依托单位: Kwansei Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11165242/
• 关键词: カーボンナノチューブ; 分子動力学; 誘電関数

(1)カーボンナノチューブの成長過程のシミュレーション:単層カーボンナノチューブの成長過程を理論的に解明するため、根元成長モデルに基づいた分子動力学シミュレーションを行った。炭素原子間の相互作用としてTersoff-Brennerポテンシャルを用い、基盤のニッケル金属原子と炭素原子間の相互作用としては、第一原理計算の結果を参照して、モデルポテンシャルを作成した。基盤に突起の存在を仮定し、この突起にチューブの種(フラーレンの一部を切り出したもの)が付着し、その根元から成長するという状況設定のもとで成長のシミュレーションを行った。アームチェア型5x5と10x10、およびジグザグ型15x0のシミュレーションを行った。いずれの場合も、基盤との相互作用が大き過ぎると、根元で7員環や8員環など負の曲率をもつ員環が成長し、成長が妨げられる。一方相互作用が小さ過ぎるとクラスターが基盤からはがれてしまうという結果が得られた。相互作用が適切な場合は、ある程度チューブが成長することが確かめられたが、途中まで成長すると、5員環や7員環などの欠陥が6員環に修正されない限り成長が止まってしまうという結果を得た。(2)カーボンナノチューブ系の誘電関数の計算:カーボンナノチューブおよびフラーレンを内包したカーボンナノチューブを束ねた結晶の誘電関数を計算した。強い双極子選択性により、誘電関数は強い異方性を示す。チューブにおいて、実験で知られている吸収係数のピーク(0.7eVおよび1.2eV付近)は、チューブ軸に平行な電場を持つ光による吸収であることを確認した。フラーレンを内包したチューブでは、それぞれが単独に存在する時の吸収に加えて、新たに許容される遷移(0.5eV以下や2eV付近)などが特徴的に現れることを発見した。

(1)The basic molecular dynamics of the growth process of a single layer Tersoff-Brenner interaction between carbon atoms and metal atoms in the substrate are calculated with reference to the results of first-principle calculations. The presence of a protrusion on the base plate is fixed, and the protrusion is cut off from the seed. The root element is grown. The condition is set and the growth is performed. The design of the model 5x5 and 10x10, and the design of the model 15x0 are described in detail. The interaction between the substrate and the substrate is large, the root element is 7-membered ring, the 8-membered ring is negative, the curvature of the ring is negative, and the growth is hindered. The interaction of one side is small and the other side is small and the result is small. The interaction is appropriate for the occasion, the degree, the growth, the 5-member ring, the 7-member ring, the 6-member ring, the correction, the growth, and the result. (2)Calculation of the induced current of the crystal system: Calculation of the induced current of the crystal system Strong bipolar selectivity, inductive correlation and strong anisotropy The absorption coefficient (0.7eV) and absorption coefficient (1.2eV) of the absorption coefficient (0.7eV) are confirmed. The absorption and migration of new energy (0.5 eV or less and 2eV or less) and the occurrence of characteristic energy are observed.