実空間差分法による固体表面・界面の電子状態計算手法の開発

利用实空间有限差分法开发固体表面和界面的电子态计算方法

基本信息

  • 批准号:
    02J80803
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.77万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2002 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究では、ナノスケールで制御された物理化学現象を、計算機シミュレーションにより第一原理に基づいて予見・解明する為の新しい計算手法とそのアプリケーションツールの開発を行ってきた。そこで、すでに考案した計算手法に基づいたアプリケーションツールの改良を行い、本アプリケーションツールを用いて原子細線の電気伝導特性に関して計算を行った。1.アプリケーションプログラムの改良現行のアプリケーションツールでは、計算負荷が大きいLU分解法を用いていた。そのため、現実に近い大規模な計算モデルを取り扱う際に、計算量の負荷が大きいため、現実的な計算コストで実行することが難しかった。そこで、より計算負荷のかからない最急降下法を用いたプログラムに変更した。これにより、大幅に計算時間および記憶容量が軽減され、大規模計算にも耐えうるプログラムに改良された。また、並列計算機にも適用できるように、アプリケーションプログラムを改良し、より現実的な計算時間で計算が可能となった。2.原子細線の電気伝導特性の計算本計算手法を用いたアプリケーションプログラムを用いて、2つの電極間に挟まれた金原子の細線に関する電気伝導特性の計算を行った。このとき、実験でもすでに試みられている電極を引き伸ばした際の原子細線の構造と電気伝導特性に注目し、計算を実行した。この結果、細線の平均原子間隔が2.8Å程度より短いときには、コンダクタンスは量子化されるが、それ以上に引き伸ばされると急激にコンダクタンスが減少し、3Å程度まで伸びるとコンダクタンスがゼロとなった。このため、2.8〜3.0Å間でコンダクタンスの金属・絶縁遷移現象が生じることが分かった。
This study aims to develop new computational methods for controlling physicochemical phenomena and computer systems based on first principles. The calculation method of the electric conduction characteristics of the atomic fine wire is based on the improvement of the electric conduction characteristics of the atomic fine wire. 1. The improvement of the current algorithm for computing load by using LU decomposition method. In the near future, large-scale computing will be difficult to implement. The most rapid lowering method is used to calculate the load. This is the first time that we've seen this, and we've seen it before. For example, if a computer is not available, it may be possible to improve the computing time of the computer. 2. Calculation of Electrical Conductivity Characteristics of Atomic Fine Wires This calculation method is used to calculate the electrical conductivity characteristics of fine wires containing gold atoms between electrodes. The structure and electrical conductivity of atomic fine wires are studied and calculated. As a result, the average atomic spacing of fine wires is reduced to 2.8 ° C, and the average atomic spacing of fine wires is reduced to 3 ° C. The phenomenon of metal migration occurs between 2.8 and 3.0 ° C.

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Yoshitaka Fujimoto: "First-principles calculation method of electron-transport properties of metallic nanowires"Nanotechnology. 14. 147-151 (2003)
藤本喜孝:“金属纳米线电子传输特性的第一原理计算方法”纳米技术。
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  • 通讯作者:
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  • 资助金额:
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

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