研究内容

1. 曲面に束縛された電子系-電子-フォノン相互作用

 

2. ナノエレクトロメカニカル系の電子輸送-ナノ粒子-バイオマテリアル複合単電子トランジスタ-

DNAやRNA等の生体高分子と金属ナノ粒子や半導体ナノ粒子からなる単電子トランジスタの 電子輸送特性を理論的に調べています。ナノ粒子の力学的な運動が電子の伝導特性に大きな 影響を与えると期待されます。 このような系はナノエレクトロメカニカル系(NEMS)と呼ばれています。

3. ナノワイヤー超格子におけるフォノンモードの解析

 

4. フォノニック結晶における弾性波

基板にそれとは弾性的性質の異なる物質を周期的に埋め込んだ複合物質をフォノニック結晶と呼んでいます。 この周期構造はその基板を伝播する弾性波に大きな影響を与えます。周期構造によって、ある特定の周波数帯の 弾性波はブラッグ反射を受け、物質中を伝播できなくなります。この周波数帯のことをフォノニックバンド ギャップと呼びます。特にあらゆる方向を向いた弾性波に対して存在するフォノニックバンドギャップは 完全フォノニックバンドギャップと呼ばれ、応用上、大変重要なフォノニック結晶の特性の一つです。

5. 音響波の整流

ここで言う「整流作用」とは、一方向に効率よく音響波を通し、反対方向を向いた音響波は遮断することを意味 しています。我々は、基板に非対称な散乱体(具体的には、三角形の断面をもつ穴)を埋め込むことによって、 音響波に対して整流作用をもつ整流器を提案しました。これまで、バルクの横波および縦波はもちろん、 平板におけるラム波に対しても整流作用をもつ音響波素子を見出しました。

6. ナノ電気機械系(NEMS)における散逸メカニズム

ナノサイズの共鳴器を単電子トランジスタのゲート電極と結合させた装置 を用いて、量子極限での質量分析や変位測定が考えられています。量子 力学的不確定性の分解能を達成するためには、共鳴スペクトル幅の原 因である共鳴器の内部摩擦を押さえ込む必要があります。ここでは共鳴器の 量子振動と構造欠陥による振動エネルギーの変化を量子力学的に評価 し、これまでマクロに摩擦として表現されてきたエネルギー散逸を、非平 衡量子統計力学を用い、ミクロな現象に基づいて調べています。

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