ナノチューリング理論に基づく新物質構造の創生と物質機能の開拓

基于纳米图灵理论的新材料结构的创造和材料功能的开发

• 批准号: 22K18318
• 负责人: 伏屋 雄紀
• 金额: $ 16.56万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18318/
• 关键词: チューリング・パターン; ビスマス単原子層; 結晶成長; パターン形成; 反応拡散方程式

これまでに我々は，ナノスケールのチューリング・パターン形成には，３種類の原子間ポテンシャルが重要な役割を果たすことを明らかにした．これらを構成要素とする原子変位の時間発展方程式を導出し，チューリング・パターンを得るシミュレーション法を開発してきた．この方法をより現実の系に近く，より精度の高いシミュレーション法を確立するために，分子動力学法を用いた方法の開発を行った．NbSe2基板上のBi単原子膜を想定して，Bi-Bi間およびBi-Se間の原子間力（レナード・ジョーンズポテンシャル）を考慮した分子動力学シミュレーション法を開発した．はじめ２次元系のシミュレーション法を開発し，次いで３次元系のシミュレーションの開発も行った．予想される格子配置がシミュレーションで得られ，手法の妥当性が確認できた．第一原理計算によるシミュレーション開発も行った．Biについては，安定な薄膜構造が複数あることがこれまでの実験で確認されており，それぞれに対する第一原理計算を行った．先行研究では10BLまでしか計算されていなかったが，本研究で15BLまでの計算を行えるようになった．Bi原子膜を実験で調べるためには，基板上に配置する必要がある．しかしBiなど，トポロジーの観点から興味を持たれている物質では，原子膜の電子状態が基板の影響を大きく受け，従来知られていなかった効果を生み出す可能性がある．その具体的性質を調べるため，トポロジカルヘテロ構造Bi/BiSbの電子状態の性質を調べた．その結果，強い量子サイズ効果により，波動関数の長距離浸透（80nm以上）が起こることを明らかにした．

This is the first time I've ever seen a woman. The time evolution equation of the atomic position is derived from the equation of the atomic position. This method was developed by molecular dynamics method. Bi atom film on NbSe2 substrate was developed by molecular dynamics method. The atomic force between Bi and Bi atoms was considered. The development of two-dimensional systems and three-dimensional systems To confirm the appropriateness of the method, the grid configuration was determined. The first principle calculation was carried out on the basis of the first principle calculation. In this study, the calculation of 15BL was carried out.Bi atomic film was tuned. The electronic state of the atomic film is greatly affected by the substrate, so that the possibility of the occurrence of the effect is known. The electronic properties of Bi/BiSb structure are modulated. As a result, the ratio of quantum particles to long-distance penetration (80nm or more) starts to rise.

项目成果

ディラック電子系とノーダルライン半金属における負の磁気抵抗

狄拉克电子系统和节线半金属中的负磁阻

• 发表时间: 2022
• 作者: Junpyo Kim;Soon Eun Kim;粟島裕大，伏屋雄紀
• 通讯作者: 粟島裕大，伏屋雄紀

Fake surface states of topological heterojunction in the Bi/BiSb system

Bi/BiSb 体系拓扑异质结的假表面态

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuya Asaka;Tatsuki Kikuchi;Yuki Fuseya
• 通讯作者: Yuki Fuseya

Bi(110) 薄膜におけるスピン流電流変換現象の観測

Bi(110)薄膜中自旋电流转换现象的观察

• 发表时间: 2023
• 作者: Asaka Yuya;Kikuchi Tatsuki;Fuseya Yuki;大島諒，福本直輝，青木基，伏屋雄紀，松島真之，重松秀，新庄輝也，安藤裕一郎，坂本祥哉，志賀雅亘，三輪真嗣，白石誠司
• 通讯作者: 大島諒，福本直輝，青木基，伏屋雄紀，松島真之，重松秀，新庄輝也，安藤裕一郎，坂本祥哉，志賀雅亘，三輪真嗣，白石誠司

Negative transverse magnetoresistance due to the negative off-diagonal mass in linear dispersion materials

线性色散材料中的负非对角质量导致负横向磁阻

• DOI: 10.1088/1361-648x/acc15e
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of Physics: Condensed Matter
• 作者: Awashima Yudai;Fuseya Yuki
• 通讯作者: Fuseya Yuki

Bi/BiSb ヘテロ接合系の表面における長距離トンネル効果

Bi/BiSb异质结体系表面的长程隧道效应

• 发表时间: 2022
• 作者: Asaka Yuya;Kikuchi Tatsuki;Fuseya Yuki;大島諒，福本直輝，青木基，伏屋雄紀，松島真之，重松秀，新庄輝也，安藤裕一郎，坂本祥哉，志賀雅亘，三輪真嗣，白石誠司;伏屋雄紀，勝野弘康;浅香雄哉， 菊地樹，伏屋雄紀
• 通讯作者: 浅香雄哉， 菊地樹，伏屋雄紀