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東北大学金属材料研究所 川添研究室の紹介

ナノテクノロジー分野における、IRIS Explorerの可視化例

第一原理シミュレーション計算によるフラーレン・ナノチューブ物性探索について
 ナノテクノロジーを駆使して作製される原子・分子細線に注目が集まっている。導電性高分子を絶縁性の分子で被覆した分子被覆導線はナノデバイス中の各種素子を繋ぐ配線材料として期待されている。下図は導電性高分子としてポリアニリン、被覆分子としてb-シクロデキストリンを用いたもので、両端を金電極であるAu(111)表面に硫黄原子を介して繋いだ構造を示している。被覆することにより導電性高分子の共役構造を維持し、他の配線との混信を防ぐと期待されている。本研究グループでは電極ー有機分子ー電極構造の導電性を計算により評価している。

Gaussianデータを可視化

原子の種類毎の色の配分
水素 窒素 硫黄
炭素 酸素

↓クリックすると拡大表示されます↓

  可視化を行ったIRIS Explorer

フラーレン・ナノチューブのVRML画像の紹介

オブジェクトの拡大/縮小、回転表示などを行い、分子構造が立体的に参照できます。


(表示ファイル:nano.wrz 79KB)

※VRML表示プラグインのインストール

 VRMLプラグインがインストールされていない場合は、
ActiveXモジュールをダウンロードするかどうかのダイアログが表示されますので、
はい(yes)をクリックして、プラグインをインストールしてください。


VRML操作パネルの操作方法


パネルに付いているボタンをクリックして表示方法を操作することが可能です。
ボタン名 機能
plan 上ドラッグで拡大、下ドラッグで縮小
pan ドラッグでオブジェクトを平行移動
turn ドラッグで表示オブジェクトを回転させる
roll ドラッグで表示オブジェクトを軸(x,y,z)で回転させる
goto クリックしたオブジェクトを中心にズーム
restore 最初に表示した状態に戻す
fit 画面一杯に全てのオブジェクトが表示されるように調整する

  可視化結果を手軽にホームページで3D表示できる
 
 IRIS Explorer VRML Extension

川添研究室で行われているプロジェクト研究


研究テーマ:

  • 独自の混合基底第一原理計算法の開発、シミュレーション実行、プログラム配布
  • 現状を超えた第一原理計算ソフトウェア開発:GW近似、時間依存シュレディンガー方程式解法等
  • 第一原理計算、モンテカルロ法、流体力学等の固体物理学の理論を駆使したシミュレーション研究による新物質設計・探索
  • 非平衡系材料データベースの構築・提供

現在実行中のプロジェクト研究:

  • 第一原理シミュレーション計算によるフラーレン・ナノチューブ物性探索
  • 第一原理シミュレーション計算による金属クラスター、クラスター堆積物質、人工格子の物性探索
  • 第一原理シミュレーション計算によるシリコンの物性研究:結晶、クラスター、表面、不純物
  • 第一原理シミュレーション計算による表面の研究 : 電子状態、仕事関数、表面原子再構成
  • タイトバインディング模型による炭素、シリコン、金属クラスターの研究
  • 直接法による強誘電体等の構造相転移
  • 分子動力学による材料の機械的性質
  • 量子構造中の電気伝導
  • 分子軌道計算による分子の構造決定と電子状態算定
  • 自由表面を含む流体力学による微小重力下に於ける結晶成長の研究
  • シリコン結晶成長に関するモンテカルロシミュレーション
  • 光磁気記録過程のモンテカルロシミュレーション
  • アクティブ原子配線網プロジェクト(水関プロジェクト):日立基礎研橋詰博士との共同研究
  • 三元系アモルファス合金の形成と物性に関する数値データベース構築
  • 磁気多層膜に関する数値データベース構築
  • 標準脳研究:東北大加齢研福田教授との学際研究
  • ホヤゲノムプロジェクト:東北大加齢研佐竹教授及び学際科学研究センター粕谷教授との学際研究
  • コンピューターによる仏教文献の解析とインド・チベット文字自動認識:塚本教授及び仙台電波高専山崎教授との学際研究
  • i-modeからのスーパーコンピュータージョブ制御システム開発:(株)コーデックとの共同研究
  • スーパーコンピューター連結による超スーパーコンピューター実現(科研費):分子研青柳助教授及び物性研恒行助教授との共同研究
川添研究室の論文リスト


2004年度論文リスト:

1. Exohedral Functionalization of the Icosahedral Cluster Si20H20: a Density Functional theory Study
Chemical Physics Letters, 383 (2004) pp.544-548
Fabio Pichierri, Vijay Kumar and Yoshiyuki Kawazoe

2. Metal Encapsulated Nanotubes of Silicon and Germanium
Journal of Materials Chemistry, 14 (2004) pp.555-563
Abhishek Kumar Singh, Vijay Kumar and Yoshiyuki Kawazoe

3.?@Effect of Sequential Oxidation on the Electronic Structure of Tungsten Clusters
Chemical Physics Letters, 387 (2004) pp.29-34
Q. Sun, B. K. Rao, P. Jena, D. Stolcic, G. Gantef…r, Y. Kawazoe

4. Effect of Boron Non-Stoichiometry on B-Site in Perovskite Type Structure ScBxRh3 and CeBxRh3 on Charges of Atoms on A-Site: Study by X-ray Photoelectron and Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopies
Journal of Solid State Chemistry, 177 (2004) pp.457-460
Masaoki Oku, Toetsu Shishido, Takeshi Shinohara, Qiang Sun, Yoshiyuki Kawazoe, Kazuo Nakajima and Kazuaki Wagatsuma

5. Stable Geometries and Magnetic Properties of Single-Walled Carbon Nanotubes Doped with 3d Transition Metals: A First-Principles Study
Phys. Rev. B, 69 [7](2004) pp.754141-754149
Yosuke Yagi, Tina M. Briere, Marcel H. F. Sluiter, Vijay Kumar, Amir A. Farajian and Yoshiyuki Kawazoe

6. Ultra-Stable Nanoparticles of CdSe Revealed from Mass Spectrometry
Nature Materials 3 (2004) pp.99-102
Atsuo Kasuya, Rajaratnam Sivamohan, Yurii A. Barnakov, Igor M. Dmitruk, Takashi Nirasawa, Volodymyr R. Romanyuk, Vijay Kumar, Sergiy V. Mamykin, Kazuyuki Tohji, Balachandran Jeyadevan, Kozo Shinoda, Toshiji Kudo, Osamu Terasaki, Zheng Liu, Rodion V. Belosludov, Vijayaraghavan Sundararajan and Yoshiyuki Kawazoe

7. Theoretical Study of Clathrate Hydrates with Multiple Occupation
Jour. Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry 48 (2004) pp.55-60
Talgat M. Inerbaev, Vladimir R. Belosludov, Rodion V. Belosludov, Marcel Sluiter, Yoshiyuki Kawazoe and Jun-Ichi Kudoh

8. Aharonov-Bohm Effect in Higher Genus Materials
Phys. Lett. A 321 (2004) pp.369-375
K. Sasaki, Y. Kawazoe and R. Saito

9. Local Atomic Structure in Czochralski-grown Ge1-xSix Bulk Alloys
Appl. Surf. Sci., 224 (2004) pp.193-196
I. Yonenaga, M. Sakurai, M.H.F. Sluiter and Y. Kawazoe

10. Hydrodynamic Factors for Linear and Star Polymers on Lattice under the Theta Condition
Polymer, 45 (2004) pp.1729-1733
Kazuhito Shida, Kaoru Ohno, Yoshiyuki Kawazoe and Yo Nakamura

11. Electronic Transport Mechanism of a Molecular Electronic Device: Structural Effects and Terminal Atoms
Phys. Lett. A323 (2004) pp.154-158
Jun-Qiang Lu, Jian Wu, Hao Chen, Wenhui Duan, Bing-Lin Gu and Yoshiyuki Kawazoe

12. Soft Breakdown of an Insulating Nanowire in an Electric Field
Inst. Phys. Publishing Nanotechnology, 15 (2004) pp.260-263
Q. Sun, Q. Wang, Y. Kawazoe and P. Jena

13. Smallest Magic Caged Clusters of Si, Ge, Sn and Pb by Encapsulation of Transition Metal Atom
Nano Letters,4[4] (2004) pp.677-681
Vijay Kumar, Abhishek Kumar Singh and Yoshiyuki Kawazoe

14. Interaction of Magic Gold Cluster with Si60 Cage
Eur. Phys. J. D, 29 (2004) pp.231-234
Q. Sun, Q. Wang, Y. Kawazoe and P. Jena

15. Electronic Transport Properties of a Metal-Semiconductor Carbon Nanotube Heterojunction
Physica E 22 (2004) pp. 675-678
Amir A. Farajian, Hiroshi Mizuseki and Yoshiyuki Kawazoe

16. Electron Transport in Molecular Enamel Wires
Jpn. J. Appl. Phys., 43[4B] (2004) pp.2061-2063
Rodion V. Belosludov, Amir A. Farajian, Hiroshi Mizuseki, Kyoko Ichinoseki and Yoshiyuki Kawazoe

17. Three-Dimensional Unsteady Convection in LiCaAlF6-Czochralski Growth
Journal of Crystal Growth 266 (2004) pp.81-87
Zhong Zeng, Jingqiu Chen, Hiroshi Mizuseki, Tsuguo Fukuda and Yoshiyuki Kawazoe

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