カーボンナノチューブの交流応答特性の理論的研究

碳纳米管交流响应特性的理论研究

• 批准号: 12J56203
• 负责人: 平井 大介
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J56203/
• 关键词: ナノチューブ; 交流応答; 電子輸送; 物性理論; ナノ材料; 数値解析

本研究では、カーボンナノチューブ(CNT)の交流伝導特性への欠陥・不純物散乱の影響を明らかにすべく、理論数値解析を行った。まず、原子空孔欠陥一つを有するCNTの交流伝導特性の解析を行った。原子空孔によって誘起される空孔状態とダングリングボンド状態による電子散乱によって、交流伝導特性を特徴付ける電流-電圧位相差は容量性応答を示す。しかし、後者の近傍のみに誘導性ピークが現れることが分かった。モデル解析によって、この誘導性ピークの出現は透過関数スペクトルの半値幅に関係していることが明らかとなった。次に、交流応答への無秩序ポテンシャルの影響に関する数値解析を行った。無秩序ポテンシャル下では無秩序ポテンシャルの強さに依存して、位相差の振る舞いが質的に異なることが明らかとなった。この振る舞いは、力学インダクタンスによる誘導性応答と電子散乱によって引き起こされる容量性応答の競合によって決定していることが分かった。また、交流応答の不純物ポテンシャルの到達距離に対する依存性についても解析を行った。ポテンシャルの到達距離が格子定数より小さい場合には、不純物の濃度の増加に伴い位相差が減少、つまり、容量的な方向へシフトする。これは、不純物による電子散乱が容量性を誘起するためである。一方、到達距離が格子定数より大きい場合には、濃度の増加に伴い位相差が増加、つまり、誘導的な方向へシフトすることが明らかとなった。カーボンナノチューブの場合、ポテンシャルの到達距離が格子定数より大きい場合には、後方散乱が消失することが知られている。しかし、電子が輸送される際には不純物による散乱が生じ、その結果、輸送時間が増加する。力学インダクタンスは輸送時間に比例することから、上記振る舞いが理解される。本研究成果は、ナノスケールにおける交流応答の測定結果を理解するための知見を与えるものである。

This study is based on the analysis of the AC conduction characteristics of CNT (CNT) and the influence of impurity scattering, and the analysis of theoretical numerical values. The reason why the atomic pores are missing is that there is an analysis of the AC conduction characteristics of CNT. The atomic hole is in the hole state and the electrons are scattered The characteristics of the AC conductor and the AC conductance characteristic are the current-voltage phase difference and the capacitance response.しかし、The latter's near and near のみに induced ピークがappears れることが分かった. The number of levels through which モデルanalyzes によって and このinducing ピークのappearsスペクトルの半夤に Relationship していることが明らかとなった. Time に, communication 応Answer への disorder ポ テ ン シ ャ の influence に off す る number value analysis を 行 っ た. No order, no order, no order, no order, no order, no order, no order, no orderて, the phase difference is the different なることが明らかとなった.この Vibration Dance いは, Mechanics インダクタンスによるInduced 応 Answer とElectronic Scatter によっIt is determined by the capacity of the capacity and the competitiveness of the competition.また、Communicate the impurity of the answer ポテンシャルのreach the distance に対するdependency についてもanalytic を行った. The arrival distance of the ポテンシャルのlattice fixed number よりsmall さいoccasion には, the concentration of impurities のincrease and the phase difference がdecrease, つまり, the direction of the capacity へシフトする.これは、Impurity によるElectronic scattering がCapacity をinduced するためである. On the one hand, the reaching distance is a grid fixed number, the occasion is large, the concentration is increasing, and the phase is accompanied by The difference is increasing, the direction of the induction is the direction of the direction. In the case of カーボンナノチューブの, the arrival distance of ポテンシャルの is determined by the grid The number of occasions is large, and the rear is scattered and disappears.しかし、Electronic がTransportation されるInternational には Impurities によるScattered が生じ、そのResults、Transportation time がincrease する. Mechanics インダクタンスはTransport time にratio することから、上记神る Dance いがUnderstanding される. The result of this research is to communicate the results of measurement and understanding of the results of this research and the results of this research.

项目成果

Effect of Disorder on AC Response of Metallic Carbon Nanotubes

无序对金属碳纳米管交流响应的影响

• 发表时间: 2013
• 作者: 清水涼太郎;田中肇;R. Shimizu and H. Tanaka;R. Shimizu and H. Tanaka;Daisuke Hirai;平井大介;Daisuke Hirai;Daisuke Hirai
• 通讯作者: Daisuke Hirai

Diameter Dependence of Sub-Terahertz AC Response of Metallic Carbon Nanotubes with a Single Atomic Vacancy

具有单原子空位的金属碳纳米管的亚太赫兹交流响应的直径依赖性

• DOI: 10.1143/jjap.51.04dn01
• 发表时间: 2012
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: 清水涼太郎;田中肇;R. Shimizu and H. Tanaka;R. Shimizu and H. Tanaka;Daisuke Hirai
• 通讯作者: Daisuke Hirai

Simulation of AC Response of Defective Metallic Carbon Nanotubes

有缺陷的金属碳纳米管的交流响应模拟

• 发表时间: 2012
• 作者: 清水涼太郎;田中肇;R. Shimizu and H. Tanaka;R. Shimizu and H. Tanaka;Daisuke Hirai;平井大介;Daisuke Hirai;Daisuke Hirai;平井大介;Daisuke Hirai;Daisuke Hirai;Daisuke Hirai;Daisuke Hirai;Daisuke Hirai
• 通讯作者: Daisuke Hirai

Effect of Impurrity Scattering on AC Transport in Carbon Nanotubes

杂质散射对碳纳米管交流输运的影响

• 发表时间: 2013
• 作者: 清水涼太郎;田中肇;R. Shimizu and H. Tanaka;R. Shimizu and H. Tanaka;Daisuke Hirai;平井大介;Daisuke Hirai
• 通讯作者: Daisuke Hirai

密度汎関数法に基づくナノスケール電気伝導ダイナミクスの解析

基于密度泛函理论的纳米级导电动力学分析

• 发表时间: 2012
• 作者: 清水涼太郎;田中肇;R. Shimizu and H. Tanaka;R. Shimizu and H. Tanaka;Daisuke Hirai;平井大介;Daisuke Hirai;Daisuke Hirai;平井大介;Daisuke Hirai;Daisuke Hirai;Daisuke Hirai;Daisuke Hirai;Daisuke Hirai;渡邉聡
• 通讯作者: 渡邉聡