カーボンナノチューブを基にしたナノ構造体の物性解明

阐明基于碳纳米管的纳米结构的物理性质

• 批准号: 16740169
• 负责人: 大谷 実
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16740169/
• 关键词: 金属内包フラーレン; カーボンナノチューブ; 電位一定の第一原理計算; 手法開発; フラーレン; FET素子; 非線形光学効果

フラーレン内包カーボンナノチューブ(ピーポッド)は内包するフラーレン種やその向きによって金属又は絶縁体的な電子状態を持つように制御可能である.従ってピーポッドは電子素子への応用が期待されている.しかし、内包種や向きを後から制御するのは容易でない.そこで,本研究では金属内包フラーレンに注目した.金属内包フラーレンは金属を内包している為に,外場(電場・磁場)によってフラーレンの向きを制御できる可能性がある.本年度は金属内包フラーレン(Ti_2C_2@C_<78>)の電子状態を詳細に調べた.その結果,Ti原子とフラーレンケージの炭素との間にイオン結合と共有結合の特徴を併せ持つ結合が存在する事が明らかにたった.この結合によりTi原子はケージに強く束縛されており,La内包フラーレンとは違い,金属原子はフラーレン内で回転しない.内包されたC_2分子は2つのTi原子の間で自由に回転している.金属原子がフラーレン内で自由に回転していない事から,このような系では金属に直接力を及ぼせばフラーレンはナノチューブ内で回転させる事が可能である.例えば,内包金属はイオン化している事から電場による制御が考えられる.金属内包フラーレンを内包したピーポッドの予備計算を行った.電子状態の解析を行うと内包金属のd電子が,距離が離れているにも関わらずナノチューブのπ電子と直接相互作用している事が分かった.従来のピーポッドにおけるナノチューブとフラーレンの相互作用はπ軌道間が主である.従って,金属内包フラーレンピーポッドにおいては従来とは異なる電子状態の変調が予想される.本研究プロジェクトは本年度で終了するが,本プロジェクト中に開発したナノ構造体に電場を印可するプログラムを用いて,今後もピーポッドの電子状態制御の可能性を探索する予定である.

The electronic state of the metal and the insulator can be controlled by the internal inclusion of the metal. It is expected that there will be a lot of changes in the electronic structure. It's easy to control the situation. In this paper, we focus on metal inner cladding. The metal inner coating is the metal inner coating, and the external field (electric field and magnetic field) is the possibility of controlling the metal inner coating. This year, the electronic status of the metal inner package Flanagan (Ti_2C_2@C_<78>) will be adjusted in detail. As a result,Ti atoms and carbon atoms combine together to form a common bond. Ti atoms are strongly bound to La, metal atoms are strongly bound to La, metal atoms are strongly bound to La. C_2 molecules in the inner envelope are free to return to Ti atoms. Metal atoms are free to return to the inside of the metal, and the metal atoms are free to return to the inside of the metal. For example, the inner metal coating has a negative effect on the electric field. The metal inner package is prepared for calculation. The electronic state is resolved by direct interaction between the electrons and the metal. The interaction between π orbitals and π orbitals. The electronic state of the metal inner coating is different from that of the metal inner coating. This study is aimed at exploring the possibility of electronic state control in the future.

项目成果

First-principles calculation of charged surfaces/interfaces: A planewave non-repeated slab approach

带电表面/界面的第一性原理计算：平面波非重复板片方法

• 发表时间: 2006
• 期刊: Physical Review B 73
• 作者: Minoru Otani;Osamu Sugino
• 通讯作者: Osamu Sugino

First-principles molecular dynamics simulation of biased electrode/solution interface

• DOI: 10.1016/j.susc.2007.04.208
• 发表时间: 2007-11
• 期刊: Surface Science
• 影响因子: 1.9
• 作者: O. Sugino;I. Hamada;M. Otani;Y. Morikawa;T. Ikeshoji;Y. Okamoto

Formation of titanium-carbide in a nanospace C_<78> fullerenes

纳米空间 C_<78> 富勒烯中碳化钛的形成

• 发表时间: 2007
• 期刊: Chemical Physics Letters 438
• 作者: M.Otani;S.Okada;A.Oshiyama
• 通讯作者: A.Oshiyama

Enhanced Si and B diffusion in semiconductor-grade SiO2 and the effect of strain on diffusion

半导体级 SiO2 中 Si 和 B 的增强扩散以及应变对扩散的影响

• 发表时间: 2006
• 期刊: Thin Solid Films 508
• 作者: M.Uematsu;H.Kageshima;S.Fukatsu;K.M.Itoh;K.Shiraishi;M.Otani;A.Oshiyama
• 通讯作者: A.Oshiyama

Effect of encapsulated atoms on the electronic structure of the fullerene cage : A case study on La_2@C_<78> and Ti_2C_2@C_<78> via ultraviolet photeelectron spectroscopy

封装原子对富勒烯笼电子结构的影响：以紫外光电子能谱对 La_2@C_<78> 和 Ti_2C_2@C_<78> 进行案例研究

• 发表时间: 2007
• 期刊: Physical Review B 75
• 作者: S.Hino;M.Kato;D.Yoshimura;H.Moribe;H.Umemoto;Y.Ito;T.Sugai;他4名;9番目
• 通讯作者: 9番目