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第一原理計算による分子スケールデバイスの設計

使用第一原理计算设计分子尺度装置

基本信息

批准号：
17710074
负责人：
小野倫也
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17710074/
关键词：
第一原理電子状態計算電気伝導特性分子デバイス

项目摘要

本研究の目的は、申請者が独自に開発した実空間差分法に基づくナノ構造体の第一原理量子輸送特性計算プログラムを用いて、分子やナノチューブ、フラーレン鎖などの電子輸送特性、たとえば電気伝導のコンダクタンスやナノ構造中でのホッピング・トンネル電流経路を理論的に予測し、ナノ構造の持つ新機能の探索や革新的な機能を発現するナノ物質・構造の設計を行うことである。今年度は、これまでの電子輸送特性だけでなくスピン輸送特性も扱えるように、全電子計算手法の一つであるProjector Aうgmented Wave(PAW)擬ポテンシャルを独自に開発したプログラムに組み込んだ。この研究は、ドイツ連邦共和国・ユーリッヒ研究所のS.Bluegel教授のグループと共同で行った。元来、擬ポテンシャルの作成と第一原理計算プログラムへの組み込みは独立した作業として実行することが可能であるため、擬ポテンシャルの作成をBluegel教授のグループが行い、第一原理電子状態計算プログラムへの組み込みを申請者が行った。そして、鉄やニッケル結晶などスピン分極している系の格子定数や弾性定数を計算し、PAW擬ポテンシャルが実空間差分法に基づく第一原理計算プログラムのフレームワークの中で問題なく機能することを確認した。そしてPAW擬ポテンシャルを組み込んだ第一原理電子状態計算プログラムのアルゴリズムの最適化を行い、並列計算機で4096CPUを用いた超並列計算が可能であることを確認した。以上により、独自に開発したプログラムへのPAW擬ポテンシャルの組み込みは、完成したと考える。

The purpose of this study is to develop the application of the spatial difference method in the calculation of the first-principle quantum transport characteristics of the basic structure, to predict the electron transport characteristics of the molecular structure, to predict the electron transport characteristics of the molecular structure, to predict the electron transport characteristics of the molecular structure, and to predict the electron transport characteristics of the molecular structure. The exploration of new functions of structure and the development of innovative functions of material and structure are carried out. In this year, the electron transport characteristics of the electron transport system are divided into three parts: the electron transport characteristics are divided into three parts: the Research Institute of S.Bluegel, United States of America The first principle of electronic state calculation is applied to the first principle of electronic state calculation, and the first principle of electronic state calculation is applied to the first principle of electronic state calculation. The calculation of lattice constants and property constants of the system is based on the first principle of spatial difference method, and the function of the system is confirmed. The first principle of electronic state calculation is to optimize the operation and parallel calculation of 4096CPU. The above is the first time that the PAW has been developed.