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グラフェンおよび関連ナノ物質の量子輸送現象に関する理論的研究

石墨烯及相关纳米材料中量子输运现象的理论研究

基本信息

批准号：
11F01201
负责人：
若林克法
金额：
$ 1.02万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01201/
关键词：
グラフェンエッジ効果炭素磁性 BC3 配置間相互作用第一原理計算磁性

项目摘要

一原子層の炭素原子膜であるグラフェンの電子状態は、システムサイズやエッジの形状に大きな影響を受ける。特に、系のサイズがナノスケ-ルなると電子物性はバルクのものとは大きく異なることを受け入れ研究者のグループが理論的に解明してきた。本研究では、グラフェンにおけるナノスケール・エッジ効果に着目し、電子状態への量子多体効果を理論的に解明を進める。前年度、ナノグラフェンのエッジに現れる磁性状態に関して、配置間相互作用(Cl}の方法を用いて、電荷およびスピン励起エネルギースペクトラムを解析した。その結果、ホールドーピングに対して、電荷励起ギャップ、スピン励起ギャップ共に、急激に減少することを見出した。そこで本年度は、密度汎関数理論に基づく局所スピン密度近似による第一原理計算を、グラフェンナノリボンに適用し、さらなる解析を進めた。ジグザグナノリボンに、ホウ素終端を施すことで、系にホールが導入されトータルの磁化が有限になる得る強磁性状態を見いだした。さらに、この系はフェルミ準位近傍において線形分散を保持し、金属的になることもを明らかにした。この結果は、ナノグラフェンにおける金属強磁性体を設計する指針を与えるものである。さらに、グラフェンの他に、半導体原子膜であるBC3におけるナノスケール・エッジ効果についても、理論解析を実施した。BC3ナノリボンの電子状態を、第一原理計算によって行ない、エッジでの最安定構造を系の芳香族性の観点から明らかにした。また、リボン幅の増加に対してエネルギーギャップが減少する特異な振る舞いを指摘した。

The electronic state of the carbon atomic film of one atomic layer and the shape of the carbon atoms are affected by the influence of the electron state. Special, special electronic properties The researcher's theory is explained by the researcher's theory. This study focuses on the explanation of the quantum many-body effect theory of electron states and quantum many-body effects. The previous year, ナノグラフェンのエッジに成れるMagnetic state に关して, Interaction between configurations (Cl}のmethod を Use いて, Charge およびスピンenergized エネルギースペクトラムをanalytic した, ホールドーピングに対して, Electric charge riser, charge riser, rapid charge decrease charger See it out. This year's Density Approximation Institute, Density General Number Theory, Density Approximation Institute, One principle is used to calculate を, グラフェンナノリボンに is applicable to し, and さらなる analysis is done.ジグザグナノリボンに、ホウ素Terminal を时すことで、system にホールが IntroductionされトータルのMagnetizationがlimitedになるGetるstrongmagnetic stateを见いだした.さらに, この system はフェルミ quasi-near において linear dispersion をhold し, metal になることもを明らかにした.このRESULTは, ナノグラフェンにおけるmetal ferromagnetic body を design する pointer を and えるものである.さらに、グラフェンのTAに、Semiconductor Atomic Film であるBC3におけるナノスThe effect of ケール・エッジについても, the theoretical analysis of を実事した. BC3 electronic state を, first principles calculation によって行ない, エッジでのmost stable structure を system のaromatic のPoint から明らかにした.また、リボン片のincreasing and に対してエネルギーギャップが REDUCING するSpecial な Vibration る Dance いを finger picking した.