柔構造有機分子膜の電子的構造とMDC-SHG発生に関する理論

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単分子膜のMDCとSHGは、周博士にとっては始めての研究領域であることから、研究室での文献や研究すべきテーマについて検討した結果、単分子膜が低次元物質であることから、次元性に着目して1次元から2次元へと研究を進めるという計画が、実施しやすいとの考えにいたった。そこで、2年間の研究を下記のような3段階で進めることにした。1段階目:一次元物質を扱うための理論的考察。2段階目:カーボンナノチューブ,DNAなどの物性を1次元あるいは2次元モデルを用いて扱うための理論の構築3段階目:単分子膜を2次元物質として扱い、SHGとMDCとの関連性を明確にする。昨年度から引き続き1次元系の解析を基礎として、カーボンナノチューブ中の分子の挙動(カーボンナノチューブを通過する水分子の挙動)について解析を行った。結果として、考案した一次元モデルが、これまでの分子動力学のシミュレーション結果を再現するものであることを示すことができた。今年度はその上で、単分子膜へと解析の対象を移していった。ここでは単分子膜を2次元物質として扱い、SHGとMDCとの関連性の観点から、分子が低次元領域に閉じ込められた場合に起きる分子の配向秩序について、hard-gaussian modelを用いて検討を行った。その結果、小さな分子の場合にも分子に配向秩序が現れることが明らかになった。またこれらの研究成果を受け、液晶分子の界面での配向秩序が形成される様子を、コンピュータ計算によって予想が付けられることが明らかになった。