ナノスケールデバイスの量子伝導特性に対する 大規模シミュレーション 電極(ドレイン) 電極(ソース) 有機分子架橋系の電流密度 目的 省エネルギー社会や安全安心な耐災害性社会,低希少元素化社会に貢献するナノスケールデバイスの可能 性が議論されており,その実現に資する材料の特性の理解や材料探索のため,大規模シミュレーションを用いた 量子伝導特性の解析を実施 特徴 両端に電極を持つ開放系の電子状 態や伝導特性(コンダクタンス,電流電圧曲線等)を求めることができる 手法 コンダクタンス 電流-電圧曲線 入射電子の空間分布 電流密度 電子状態(状態密度等) 電流誘起力 他 電流-電圧曲線 入射電子の空間分布 入射電子 強束縛近似または 擬原子軌道・擬原子ポテンシャルを 用いた密度汎関数理論 + 非平衡グリーン関数法 計算できる量 適用例 カーボンナノチューブと銅の複合材料 銅に比べて約100倍という極めて高い電流容量を 持つカーボンナノチューブ銅複合材料の伝導特性の 解析 単体CNT表面への銅原子の吸着数(黒)とコンダクタンス(赤) 有機分子架橋系におけるスピントロニクス スピンバルブ → Tunnel magnetic resistance (RTM) スピンフィルター → Spin injection factor () Ni電極に架橋した非磁性分子の伝導 P AP or 電流誘起力の分布 P: Parallel magnetization AP: Anti-Parallel magnetization ●参考文献: Spintoronic transport of a non-magnetic molecule between magnetic electrodes Applied Physics Letters 103 (2013) 233115. Authors: H. Kondo and T. Ohno ※利用シミュレーションコード:EHMDおよびExTB (当財団において開発) ※利用シミュレーションコード:ASCOT 文部科学省次世代IT基盤構築のための研究開発 「イノベーション基盤シミュレーションソフトウェアの研究開発」において開発・公開 http://www.ciss.iis.u-tokyo.ac.jp/index.html
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