SEARCH

検索詳細

小野 倫也
大学院工学研究科 電気電子工学専攻
教授

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士（工学）, 大阪大学
■ 研究ニュース
■ 研究キーワード
  • 大規模超並列計算
  • 輸送特性
  • 第一原理計算
■ 研究分野
  • ナノテク・材料 / 複合材料、界面
  • ナノテク・材料 / 薄膜、表面界面物性
  • 自然科学一般 / 数理物理、物性基礎
  • 自然科学一般 / 半導体、光物性、原子物理

研究活動情報

■ 受賞
  • 2014年07月 大阪大学, 大阪大学総長奨励賞
    小野倫也
    日本国
    その他の賞

  • 2011年03月 日本物理学会, 日本物理学会若手奨励賞
    小野倫也
    日本国
    国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 2006年01月 Alexander von Humboldt Research Fellowship

■ 論文
  • Takanori Akamatsu, Mitsuharu Uemoto, Yoshiyuki Egami, Tomoya Ono
    Elsevier BV, 2024年02月, Computer Physics Communications, 295, 108989 - 108989
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）
    神戸大学リポジトリ（Kernel）へのリンク

  • Hayato Adachi, Ryusuke Endo, Hikari Shinya, Hiroshi Naganuma, Tomoya Ono, Mitsuharu Uemoto
    In our previous work, we synthesized a metal/2D material heterointerface consisting of L10-ordered iron–palladium (FePd) and graphene (Gr) called FePd(001)/Gr. This system has been explored by both experimental measurements and theoretical calculations. In this study, we focus on a heterojunction composed of FePd and multilayer graphene referred to as FePd(001)/m-Gr/FePd(001), where m represents the number of graphene layers. We perform first-principles calculations to predict their spin-dependent transport properties. The quantitative calculations of spin-resolved conductance and magnetoresistance (MR) ratio (150%–200%) suggest that the proposed structure can function as a magnetic tunnel junction in spintronics applications. We also find that an increase in m not only reduces conductance but also changes transport properties from the tunneling behavior to the graphite π-band-like behavior. Additionally, we investigate the spin-transfer torque-induced magnetization switching behavior of our junction structures using micromagnetic simulations. Furthermore, we examine the impact of lateral displacements (sliding) at the interface and find that the spin transport properties remain robust despite these changes; this is the advantage of two-dimensional material hetero-interfaces over traditional insulating barrier layers such as MgO.
    AIP Publishing, 2024年01月, Journal of Applied Physics, 135(4) (4)
    研究論文（学術雑誌）
    神戸大学リポジトリ（Kernel）へのリンク

  • Mitsuharu Uemoto, Nahoto Funaki, Kazuma Yokota, Takuji Hosoi, Tomoya Ono
    Abstract The effect of NO annealing on the electronic structures of the 4H-SiC(0001)/SiO2 interface with atomic-scale steps is investigated. The characteristic behavior of the conduction band edge (CBE) states is strongly affected by the atomic configurations in the SiO2 and the step structure, resulting in the discontinuity of the CBE states at the step edges, which prevents carriers from penetrating from the source to drain and decreases the mobile carrier density. We found that the behavior of the CBE states becomes independent from the atomic configuration of the SiO2 and the density of the discontinuities is reduced after NO annealing.
    IOP Publishing, 2024年01月, Applied Physics Express
    研究論文（学術雑誌）

  • Mitsuharu Uemoto, Masaki Nishiura, Tomoya Ono
    Abstract Valleytronics, which makes use of the two valleys in graphenes, attracts considerable attention and a valley filter is expected to be the central component in valleytronics. We propose the application of the graphene valley filter using blister defects to the investigation of the valley-dependent transport properties of the Stone--Wales and blister defects of graphenes by density functional theory calculations. It is found that the intervalley transition from the $\mathbf{K}$ valley to the $\mathbf{K}^\prime$ valleys is completely suppressed in some defects. Using a large bipartite honeycomb cell including several carbon atoms in a cell and replacing atomic orbitals with molecular orbitals in the tight-binding model, we demonstrate analytically and numerically that the symmetry between the A and B sites of the bipartite honeycomb cell contributes to the suppression of the intervalley transition. In addition, the universal rule for the atomic structures of the blisters suppressing the intervalley transition is derived. Furthermore, by introducing additional carbon atoms to graphenes to form blister defects, we can split the energies of the states at which resonant scattering occurs on the $\mathrm{K}$ and $\mathrm{K}^\prime$ channel electrons. Because of this split, the fully valley-polarized current will be achieved by the local application of a gate voltage.
    IOP Publishing, 2023年11月, Journal of Physics: Condensed Matter
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • H. Naganuma, M. Uemoto, H. Adachi, H. Shinya, I. Mochizuki, M. Kobayashi, A. Hirata, B. Dlubak, T. Ono, P. Seneor, J. Robertson, K. Amemiya
    American Chemical Society (ACS), 2023年06月, The Journal of Physical Chemistry C, 127(24) (24), 11481 - 11489
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Naoki Komatsu, Mizuho Ohmoto, Mitsuharu Uemoto, Tomoya Ono
    We propose the atomic structures of the 4H-SiC/[Formula: see text] interface for [Formula: see text] face (1[Formula: see text]00), [Formula: see text] face (11[Formula: see text]0), the C face (000[Formula: see text]), and Si face (0001) after NO annealing using the OH-terminated SiC surface models. Our proposed structures preferentially form at the topmost layers of the SiC side of the interface, which agrees with the experimental finding of secondary-ion mass spectrometry; that is, the N atoms accumulate at the interface. In addition, the areal N-atom density is of the order of [Formula: see text] for each plane, which is also consistent with the experimental result. Moreover, the electronic structure on the interface after NO annealing in which the CO bonds are removed and the nitride layer only at the interface is inserted, is free from gap states, although some interface models before NO annealing include the gap states arising from the CO bonds near the valence band edge of the bandgap. Our results imply that NO annealing can contribute to the reduction in the density of interface defects by forming the nitride layer.
    AIP Publishing, 2022年10月, Journal of Applied Physics, 132(15) (15), 155701 - 155701
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）
    神戸大学リポジトリ（Kernel）へのリンク

  • Takanori Harashima, Yoshiyuki Egami, Kanji Homma, Yuki Jono, Satoshi Kaneko, Shintaro Fujii, Tomoya Ono, Tomoaki Nishino
    Single-molecule measurements of biomaterials bring novel insights into cellular events. For almost all of these events, post-translational modifications (PTMs), which alter the properties of proteins through their chemical modifications, constitute essential regulatory mechanisms. However, suitable single-molecule methodology to study PTMs is very limited. Here we show single-molecule detection of peptide phosphorylation, an archetypal PTM, based on electrical measurements. We found that the phosphate group stably bridges a nanogap between metal electrodes and exhibited high electrical conductance, which enables specific single-molecule detection of peptide phosphorylation. The present methodology paves the way to single-molecule studies of PTMs, such as single-molecule kinetics for enzymatic modification of proteins as shown here.
    2022年09月, Journal of the American Chemical Society, 144(38) (38), 17449 - 17456, 英語, 国際誌
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Mitsuharu Uemoto, Hayato Adachi, Hiroshi Naganuma, Tomoya Ono
    Graphene on [Formula: see text]-FePd(001), which has been experimentally studied in recent years, is a heterogeneous interface with a significant lattice symmetry mismatch between the honeycomb structure of graphene and tetragonal alloy surface. In this work, we report on the density functional study of its atomic-scale configurations, electronic and magnetic properties, and adsorption mechanism, which have not been well understood in previous experimental studies. We propose various atomic-scale models, including simple nontwisted and low-strain twisted interfaces, and analyze their energetical stability by performing structural optimizations using the van der Waals interactions of both DFT-D2 and optB86b-vdW functionals. The binding energy of the most stable structure reached [Formula: see text] eV/atom for DFT-D2 ([Formula: see text] eV/atom for optB86b-vdW). The calculated FePd-graphene spacing distance was approximately 2 Å, which successfully reproduced the experimental value. We also find out characteristic behaviors: the modulation of [Formula: see text]-bands, the suppression of the site-dependence of adsorption energy, and the rise of moiré-like corrugated buckling. In addition, our atomic structure is expected to help build low-cost computational models for investigating the physical properties of [Formula: see text] alloys/two-dimensional interfaces.
    AIP Publishing, 2022年09月, Journal of Applied Physics, 132(9) (9), 095301 - 095301
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）
    神戸大学リポジトリ（Kernel）へのリンク

  • Mukai Tsunasaki, Tomoya Ono, Mitsuharu Uemoto
    Abstract The stability and formation mechanism of the defects relevant to silicon and carbon vacancies at the 4H-SiC($000\bar{1}$)/SiO2 interface after wet oxidation are investigated by first-principles calculation based on the density functional theory. The difference in the total energy of the defects agrees with the experimental results concerning the density of defects. We found that the characteristic behaviors of the generation of defects are explained by the positions of vacancies and antisites in the SiC($000\bar{1}$) substrate and that the formation of silicon and carbon vacancies is relevant to the generation mechanism of defects. The generation of silicon and carbon vacancies is attributed to the termination of dangling bonds by H atoms introduced by wet oxidation, resulting in the generation of carbon-antisite–carbon-vacancy and divacancies defects in wet oxidation.
    IOP Publishing, 2022年07月, Japanese Journal of Applied Physics, 61(SH) (SH), SH1001 - SH1001
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • First-Principles Study on Structure and Anisotropy of High N-atom Density Layer in 4H-SiC
    Mitsuharu Uemoto, Naoki Komatsu, Yoshiyuk Egami, Tomoya Ono
    2021年12月, Journal of Physical Society of Japan, 90(12) (12), 124713, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）
    神戸大学リポジトリ（Kernel）へのリンク

  • 綱崎 夢開, 民部 優輝, 植本 光治, 小野 倫也
    公益社団法人 応用物理学会, 2021年02月, 応用物理学会学術講演会講演予稿集, 2021.1, 2697 - 2697, 日本語

  • Yoshiyuki Egami, Shigeru Tsukamoto, Tomoya Ono
    American Physical Society (APS), 2021年01月, Physical Review Research, 3(1) (1), 013038, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • M. Umar Farooq, Arqum Hashmi, Tomoya Ono, Li Huang
    AbstractUsing first-principles calculations, we investigate the possibility of realizing valley Hall effects (VHE) in blistered graphene sheets. We show that the Van Hove singularities (VHS) induced by structural deformations can give rise to interesting spin–valley Hall phenomena. The broken degeneracy of spin degree of freedom results in spin-filtered VH states and the valley conductivity have a Hall plateau of ±e2/2h, while the blistered structures with time-reversal symmetry show the VHE with the opposite sign of $$\sigma _{xy}^{K/K^{\prime } }$$ σ x y K / K ′ (e2/2h) in the two valleys. Remarkably, these results show that the distinguishable chiral valley pseudospin state can occur even in the presence of VHS induced spin splitting. The robust chiral spin–momentum textures in both massless and massive Dirac cones of the blistered systems indicate significant suppression of carrier back-scattering. Our study provides a different approach to realize spin-filtered and spin-valley contrasting Hall effects in graphene-based devices without any external field.
    Springer Science and Business Media LLC, 2020年12月, npj Computational Materials, 6(1) (1), 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Arqum Hashmi, Kenta Nakanishi, Muhammad Umar Farooq, Tomoya Ono
    Abstract In contrast to the current research on two-dimensional (2D) materials, which is mainly focused on graphene and transition metal dichalcogenide-like structures, studies on 2D transition metal oxides are rare. By using ab initio calculations along with Monte Carlo simulations and nonequilibrium Green’s function method, we demonstrate that the transition metal oxide monolayer (ML) of Cr2O3 is an ideal candidate for next-generation spintronics applications. 2D Cr2O3 has honeycomb-kagome lattice, where the Dirac and strongly correlated fermions coexist around the Fermi level. Furthermore, the spin exchange coupling constant shows strong ferromagnetic (FM) interaction between Cr atoms. Cr2O3 ML has a robust half-metallic behavior with a large spin gap of ~3.9 eV and adequate Curie temperature. Interestingly, an intrinsic Ising FM characteristic is observed with a giant perpendicular magnetocrystalline anisotropy energy of ~0.9 meV. Most remarkably, nonequilibrium Green’s function calculations reveal that the Cr2O3 ML exhibits an excellent spin filtering effect.
    Springer Science and Business Media LLC, 2020年12月, npj 2D Materials and Applications, 4(1) (1), 39 - 39, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）
    神戸大学リポジトリ（Kernel）へのリンク

  • 小松 直貴, 植本 光治, 小野 倫也
    公益社団法人 応用物理学会, 2020年08月, 応用物理学会学術講演会講演予稿集, 2020.2, 2140 - 2140, 日本語

  • Arqum Hashmi, Kenta Nakanishi, Tomoya Ono
    Physical Society of Japan, 2020年03月, Journal of the Physical Society of Japan, 89(3) (3), 034708 - 034708, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）
    神戸大学リポジトリ（Kernel）へのリンク

  • 植本 光治, 小松 直貴, 小野 倫也
    公益社団法人 応用物理学会, 2020年02月, 応用物理学会学術講演会講演予稿集, 2020.1, 3181 - 3181, 日本語

  • Egami, Yoshiyuki, Tsukamoto, Shigeru, Ono, Tomoya
    2019年08月, Physical Review B, 100(07) (07), 075413, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya
    2019年07月, Materials Science Forum, 963, 208 - 212, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Harashima, Takanori, Hasegawa, Yusuke, Kaneko, Satoshi, Kiguchi, Manabu, Ono, Tomoya, Nishino, Tomoaki
    2019年05月, Angewandte Chemie International Edition, 58, 9109 - 9113, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Tsukamoto, Shigeru, Ono, Tomoya, Iwase, Shigeru, Bluegel, Stefan
    2018年11月, Physical Review B, 98(19) (19), 195442, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Takagi, Kensuke, Ono, Tomoya
    IOP PUBLISHING LTD, 2018年06月, JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 57(6) (6), 66501, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Iwase, Shigeru, Futamura, Yasunori, Imakura, Akira, Sakurai, Tetsuya, Tsukamoto, Shigeru, Ono, Tomoya
    AMER PHYSICAL SOC, 2018年05月, PHYSICAL REVIEW B, 97(19) (19), 195449, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Tsukamoto, Shigeru, Ono, Tomoya, Bluegel, Stefan
    AMER PHYSICAL SOC, 2018年03月, PHYSICAL REVIEW B, 97(11) (11), 115450, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • 岩瀬, 滋, 二村, 保徳, 今倉, 暁, 櫻井, 鉄也, 塚本, 茂, 小野, 倫也
    一般社団法人 日本物理学会, 2018年, 日本物理学会講演概要集, 73, 2680 - 2680, 日本語
    研究論文（学術雑誌）

  • Sato, Shino, Iwase, Shigeru, Namba, Kotaro, Ono, Tomoya, Hara, Kenji, Fukuoka, Atsushi, Uosaki, Kohei, Ikeda, Katsuyoshi
    In a metal/molecule hybrid system, unavoidable electrical mismatch exists between metal continuum states and frontier molecular orbitals. This causes energy loss in the electron conduction across the metal/molecule interface. For efficient use of energy in a metal/molecule hybrid system, it is necessary to control interfacial electronic structures. Here we demonstrate that electrical matching between a gold substrate and π-conjugated molecular wires can be obtained by using monatomic foreign metal interlayers, which can change the degree of d-π* back-donation at metal/anchor contacts. This interfacial control leads to energy level alignment between the Fermi level of the metal electrode and conduction molecular orbitals, resulting in resonant electron conduction in the metal/molecule hybrid system. When this method is applied to molecule-modified electrocatalysts, the heterogeneous electrochemical reaction rate is considerably improved with significant suppression of energy loss at the internal electron conduction.
    AMER CHEMICAL SOC, 2018年01月, ACS nano, 12(2) (2), 1228 - 1235, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Efficient and Scalable Calculation of Complex Band Structure using Sakurai-Sugiura Method
    Iwase, Shigeru, Futamura, Yasunori, Imakura, Akira, Sakurai, Tetsuya, ono, Tomoya
    2017年11月, Proc. of The International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis (SC'17), 英語
    [査読有り]
    研究論文（国際会議プロシーディングス）

  • Ono, Tomoya, Kirkham, Christopher James, Saito, Shoichiro, Oshima, Yoshifumi
    Density functional theory calculations are carried out to investigate the atomic and electronic structures of the 4H-SiC(0001)/SiO2 interface. We find two characteristic interface atomic structures in scanning transmission electron microscopy images: One is an interface in which the density of atoms at the first interfacial SiC bilayer is greater than that in the SiC substrate, while the other is an interface where the density of atoms at the first interfacial SiC bilayer is lower. Density functional theory calculations reveal that the difference in the scanning transmission electron microscopy images is a reflection of the atomic structures of these two interfaces. In addition, it has been reported that the floating states, which appear at the conduction band edge of a 4H-SiC(0001)/SiO2 interface, affect the electronic structure of the interface and cause marked scattering of the electrons flowing along the interface [S. Iwase, C. J. Kirkham, and T. Ono, Phys. Rev. B 95, 041302(R) (2017)]. Interestingly, we find that the floating states do not appear at the conduction band edge of one of the two interfaces. These results provide physical insights into understanding and controlling the electronic structure and carrier mobility of electronic devices using wide-band-gap semiconductors.
    AMER PHYSICAL SOC, 2017年09月, PHYSICAL REVIEW B, 96(11) (11), 115311 - 115311, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Tsukamoto, Shigeru, Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji, Blügel, Stefan
    The self-energy term used in transport calculations, which describes the coupling between electrode and transition regions, is able to be evaluated only from a limited number of the propagating and evanescent waves of a bulk electrode. This obviously contributes toward the reduction of the computational expenses in transport calculations. In this paper, we present a mathematical formula for reducing the computational expenses further without using any approximation and without losing accuracy. So far, the self-energy term has been handled as a matrix with the same dimension as the Hamiltonian submatrix representing the interaction between an electrode and a transition region. In this work, through the singular-value decomposition of the submatrix, the self-energy matrix is handled as a smaller matrix, whose dimension is the rank number of the Hamiltonian submatrix. This procedure is practical in the case of using the pseudopotentials in a separable form, and the computational expenses for determining the self-energy matrix are reduced by 90% when employing a code based on the real-space finite-difference formalism and projector-augmented wave method. In addition, this technique is
    AMER PHYSICAL SOC, 2017年03月, Physical review. E, 95(3) (3), 033309 - 33309, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Egami, Yoshiyuki, Tsukamoto, Shigeru, Ono, Tomoya
    2017年02月, Quantum Matter, 6(1) (1), 4 - 17, 英語
    [査読有り]
    研究論文（その他学術会議資料等）

  • Iwase, Shigeru, Kirkham, Christopher James, Ono, Tomoya
    We introduce a first-principles study to clarify the carrier-scattering property at the SiC/SiO2. Interestingly, the electron transport at the conduction-band edge is significantly affected by the introduction of oxygen, even though there are no electrically active defects. The origin of the large scattering is explained by the behavior of the internal-space states (ISSs). Moreover, the effect of the ISSs is larger than that of the electrically active carbon-related defects. This result indicates that an additional scattering not considered in a conventional Si/SiO2 occurs at the SiC/SiO2.
    AMER PHYSICAL SOC, 2017年01月, PHYSICAL REVIEW B, 95(4) (4), 041302 - 41302, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya, Kirkham, Christopher James, Iwase, Shigeru
    2016年10月, ECS Transactions, 75(5) (5), 121 - 126, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya, Saito, Shoichiro, Iwase, Shigeru
    We review a series of first-principles studies on the defect generation mechanism and electronic structures of the Ge/GeO2 interface. Several experimental and theoretical studies proved that Si atoms at the Si/SiO2 interface are emitted to release interface stress. In contrast, total-energy calculation reveals that Ge atoms at the Ge/GeO2 interface are hardly emitted, resulting in the low trap density. Even if defects are generated, those at the Ge/GeO2 interface are found to behave differently from those at the Si/SiO2 interface. The states attributed to the dangling bonds at the Ge/GeO2 interface lie below the valence-band maximum of Ge, while those at the Si/SiO2 interface generate the defect state within the band gap of Si. First-principles electron-transport calculation elucidates that this characteristic behavior of the defect states is relevant to the difference in the leakage current through the Si/SiO2 and Ge/GeO2 interfaces.
    The Japan Society of Applied Physics, 2016年07月, Jpn. J. Appl. Phys., 55(8) (8), 08PA01, 日本語
    [査読有り]
    研究論文（その他学術会議資料等）

  • 小野,倫也, 塚本,茂, 江上,喜幸, 岩瀬,滋

    第一原理電気伝導特性計算法は, デバイス中の電子移動を解析・予測する手段として開発されてきたが, 従来の電子状態計算よりも非常に計算コストが高く, 実デバイスの機能予測を行うことは困難であった. 近年の超並列計算機の飛躍的な性能向上により, 計算コストの課題を超並列計算に適した実空間差分法に基づく数値計算法で回避できることが示され, 第一原理計算を利用した新機能・新原理デバイスのデザインへの道が開かれた. 今後, 超並列計算機を駆使して, 大規模シミュレーションによるデバイスデザインを実現するには, ボトルネックの計算コストのオーダーを下げる必要がある. 本稿では, 実空間差分法を用いた第一原理電気伝導特性計算のいくつかのボトルネック部分を, オーダーN 化によって高速化する取り組みについて紹介する.

    分子シミュレーション研究会, 2016年04月, アンサンブル, 18(2) (2), 82 - 89, 日本語
    [査読有り]
    研究論文（その他学術会議資料等）

  • Kirkham, Christopher, Ono, Tomoya
    2016年04月, Materials Science Forum, 858, 457 - 460, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Kirkham, Christopher James, Ono, Tomoya
    We investigate the effect of SiC stacking and interfacial O defects on the electronic structure of the 4H-SiC/SiO2 interface via first-principles calculations. We find interlayer states along the SiC conduction band edge, whose location changes depending on which of two possible lattice sites, h or k, is at the interface. Excess O atoms at the interface lead to defect structures which alter the electronic structure. Changes to the valence band edge are the same whether h or k sites are at the interface. On the other hand, defects remove the interlayer state of the conduction band edge between the first and second SiC bilayers if an h site is at the interface, but have no effect when there is a k site. The variation of the conduction band edge at the interface is interpreted in terms of floating states, a particular property of SiC.
    The Physical Society of Japan, 2016年03月, JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN, 85(2) (2), 024701 - 1-5, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • 小野 倫也
    一般社団法人日本物理学会, 2016年, 日本物理学会講演概要集, 71, 2649 - 2649, 日本語

  • 高木 謙介, 小野 倫也, 岩瀬 滋

    近年、従来のSiO_2ゲート絶縁膜を用いたトランジスタの薄膜化限界に伴い、高誘電(High-k)材料を用いたトランジスタが注目を集めている。先行研究としてはSiO_2中間層形成の発見、3層界面での安定構造の探索、及び酸素空孔欠陥位置の特定等が行われている。我々のグループでは、3層界面における酸素空孔欠陥がもたらすリーク電流、すなわちデバイスの性能低下に関するシュミレーションを行った。

    一般社団法人 日本物理学会, 2016年, 日本物理学会講演概要集, 71, 2337 - 2337, 日本語

  • 岩瀬 滋, 小野 倫也

    大規模なナノ構造体の電子輸送特性を調べるためには、高精度かつ高速な第一原理伝導計算手法の開発が必要である。本研究では、電極の自己エネルギー項が一般化ブロッホ波の射影演算子として定義できることを利用した新たな伝導計算手法の開発を行った。発表では、新たに開発した方法・アルゴリズムおよび本手法を用いた数値計算例について紹介する。

    一般社団法人 日本物理学会, 2016年, 日本物理学会講演概要集, 71, 2899 - 2899, 日本語

  • Ono, Tomoya, Tsukamoto, Shigeru
    We present a fast and stable numerical technique to obtain the self-energy terms of electrodes for first-principles electron transport calculations. Although first-principles calculations based on the real-space finite-difference method are advantageous for execution on massively parallel computers, large-scale transport calculations are hampered by the computational cost and numerical instability of the computation of the self-energy terms. Using the orthogonal complement vectors of the space spanned by the generalized Bloch waves that actually contribute to transport phenomena, the computational accuracy of transport properties is significantly improved with a moderate computational cost. To demonstrate the efficiency of the present technique, the electron transport properties of a Stone-Wales (SW) defect in graphene and silicene are examined. The resonance scattering of the SW defect is observed in the conductance spectrum of silicene since the σ∗ state of silicene lies near the Fermi energy. In addition, we found that one conduction channel is sensitive to a defect near the Fermi energy, while the other channel is hardly affected. This characteristic behavior of the conduction channels is interpreted in terms of the bonding network between the bilattices of the honeycomb structure in the formation of the SW defect. The present technique enables us to distinguish the different behaviors of the two conduction channels in graphene and silicene owing to its excellent accuracy.
    AMER PHYSICAL SOC, 2016年01月, PHYSICAL REVIEW B, 93(4) (4), 045421 - 45421, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Tsukamoto,Shigeru, Ono,Tomoya, Egami,Yoshiyuki
    2015年10月, Quantum Matter, 45(5) (5), 403 - 415, 英語
    [査読有り]
    研究論文（その他学術会議資料等）

  • Egami, Yoshiyuki, Iwase, Shigeru, Tsukamoto, Shigeru, Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji
    We develop a first-principles electron-transport simulator based on the Lippmann-Schwinger (LS) equation within the framework of the real-space finite-difference scheme. In our fully real-space-based LS (grid LS) method, the ratio expression technique for the scattering wave functions and the Green's function elements of the reference system is employed to avoid numerical collapse. Furthermore, we present analytical expressions and/or prominent calculation procedures for the retarded Green's function, which are utilized in the grid LS approach. In order to demonstrate the performance of the grid LS method, we simulate the electron-transport properties of the semiconductor-oxide interfaces sandwiched between semi-infinite jellium electrodes. The results confirm that the leakage current through the (001)Si−SiO2 model becomes much larger when the dangling-bond state is induced by a defect in the oxygen layer, while that through the (001)Ge−GeO2 model is insensitive to the dangling bond state.
    AMER PHYSICAL SOC, 2015年09月, PHYSICAL REVIEW E, 92(3) (3), 033301 - 33301, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Iwase,Shigeru, Hoshi,Takeo, Ono,Tomoya
    We propose an efficient procedure to obtain Green's functions by combining the shifted conjugate orthogonal conjugate gradient (shifted COCG) method with the nonequilibrium Green's function (NEGF) method based on a real-space finite-difference (RSFD) approach. The bottleneck of the computation in the NEGF scheme is matrix inversion of the Hamiltonian including the self-energy terms of electrodes to obtain the perturbed Green's function in the transition region. This procedure first computes unperturbed Green's functions and calculates perturbed Green's functions from the unperturbed ones using a mathematically strict relation. Since the matrices to be inverted to obtain the unperturbed Green's functions are sparse, complex-symmetric, and shifted for a given set of sampling energy points, we can use the shifted COCG method, in which once the Green's function for a reference energy point has been calculated the Green's functions for the other energy points can be obtained with a moderate computational cost. We calculate the transport properties of a C-60@(10,10) carbon nanotube (CNT) peapod suspended by (10,10)CNTs as an example of a large-scale transport calculation. The proposed sc
    AMER PHYSICAL SOC, 2015年06月, PHYSICAL REVIEW E, 91(6) (6), 063305 - 63305, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Nguyen,Duy Huy, Ono,Tomoya
    We investigate the electron-transport properties of ethyne-bridged diphenyl zinc-porphyrin molecules suspended between gold (111) electrodes by first-principles calculations within the framework of density functional theory. It is found that the conductance of a molecular junction in which phenyl and porphyrin rings are perpendicular is reduced by three orders of magnitude compared with that of a junction in which the phenyl and porphyrin rings are coplanar. In the coplanar configuration, electrons are transmitted through p states, which extend over the whole molecule. In the perpendicular configuration, the conductance is suppressed because of the reduction of electron hopping between p states of the phenyl ring and s states of the porphyrin ring. (C) 2015 The Japan Society of Applied Physics
    JAPAN SOC APPLIED PHYSICS, 2015年05月, JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 54(5) (5), 055201 - 55201, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • 実空間差分法に基づく第一原理輸送特性計算によるナノ構造体の電子輸送特性
    小野,倫也
    日本シミュレーション学会, 2015年03月, シミュレーション, 34(1) (1), 18 - 22, 日本語
    [査読有り]
    研究論文（その他学術会議資料等）

  • Ono, Tomoya, Saito, Shoichiro
    The effect of SiO2 layers during the thermal oxidation of a 4H-SiC(0001) substrate is examined by performing the first-principles total-energy calculations. Although it is expected that a CO molecule is the most preferable product during the oxidation, CO2 molecules are mainly emitted from the SiC surface at the initial stage of the oxidation. As the oxidation proceeds, CO2 emission becomes less favorable and CO molecules are emitted from the interface. We conclude that the interface stress due to the lattice constant mismatch between 4H-SiC(0001) and SiO2 is responsible for the removal of C during the oxidation, resulting in the characteristic electronic property of the interface fabricated by the thermal oxidation.
    AMER INST PHYSICS, 2015年02月, APPLIED PHYSICS LETTERS, 106(8) (8), 081601 - 81601, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Nguyen,Duy Huy, Ono,Tomoya
    We investigate the electronic structures of graphene with an adsorbed Fe, Co, or Ni adatom in the presence of spin–orbit coupling by density functional theory calculations. As a result of spin–orbit coupling, energy gaps are opened at the crossing points of spin-up and spin-down bands near the Dirac point in the cases of Fe and Co adatoms. In the case of the Ni adatom, the Rashba effect is observed with a k-dependent energy shift of the π bands at the bottom of the Fermi surface. The calculated magnetic anisotropy energies reveal that the Fe adatom exhibits an in-plane easy magnetization axis, while the Co adatom exhibits an out-of-plane easy axis.
    一般社団法人日本物理学会, 2014年08月, Journal of the Physical Society of Japan, 83(9) (9), 094716 - 1-4, 日本語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Heide,Marcus, Ono,Tomoya
    In density functional theory, solutions of the Kohn--Sham equation correspond to stationary states of the energy functional. Most calculations converge to a minima of that functional, but in complex noncollinear magnetic systems the energy landscape shows many saddle points (or saddle-like points where the first variation of the energy functional is small) and it depends on the density mixing algorithm which stationary state is reached. This causes a convergence problem that frequently arises when the widely used Broyden algorithm is used to search the energy minima of noncollinear magnetic systems. Calculations of Fe and Mn systems illustrate how a small modification of the mixing algorithm allows to overcome this difficulty and to relax the magnetic moments' rotational degrees of freedom efficiently.
    一般社団法人日本物理学会, 2013年11月, Journal of the Physical Society of Japan, 82(11) (11), 114706 - 114706-10, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya
    2013年10月, AIP Conference Proceedings, 1558, 1524 - 1527, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Nguyen,Duy Huy, Ono,Tomoya
    2013年10月, The Journal of Physical Chemistry C, 117(46) (46), 24115 - 24120, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ota,Tadashi, Ono,Tomoya
    SPRINGER, 2013年05月, NANOSCALE RESEARCH LETTERS, 8, 199, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono,Tomoya
    AMER PHYSICAL SOC, 2013年02月, PHYSICAL REVIEW B, 87(8) (8), 085311, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • H. Watanabe, K. Kutsuki, A. Kasuya, I. Hideshima, G. Okamoto, S. Saito, T. Ono, T. Hosoi, T. Shimura
    2012年12月, Current Applied Physics, 12, S10 - S19, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Kojima, Takashi, Ono, Tomoya
    2012年12月, Current Applied Physics, 12(3) (3), S100 - S104, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya, Egami, Yoshiyuki, Hirose, Kikuji
    We demonstrate an efficient nonequilibrium Green's function transport calculation procedure based on the real-space finite-difference method. The direct inversion of matrices for obtaining the self-energy terms of electrodes is computationally demanding in the real-space method because the matrix dimension corresponds to the number of grid points in the unit cell of electrodes, which is much larger than that of sites in the tight-binding approach. The procedure using the ratio matrices of the overbridging boundary-matching technique, which is related to the wave functions of a couple of grid planes in the matching regions, greatly reduces the computational effort to calculate self-energy terms without losing mathematical strictness. In addition, the present procedure saves computational time to obtain the Green's function of the semi-infinite system required in the Landauer-Büttiker formula. Moreover, the compact expression to relate Green's functions and scattering wave functions, which provide a real-space picture of the scattering process, is introduced. An example of the calculated results is given for the transport property of the BN ring connected to (9,0) carbon nanotubes. The wave-function matching at the interface reveals that the rotational symmetry of wave functions with respect to the tube axis plays an important role in electron transport. Since the states coming from and going to electrodes show threefold rotational symmetry, the states in the vicinity of the Fermi level, the wave function of which exhibits fivefold symmetry, do not contribute to the electron transport through the BN ring.
    American Physical Society, 2012年07月, Physical Review B, 86(19) (19), 195406 - 195406, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya, Ota, Tadashi, Egami, Yoshiyuki
    The magnetic moment and spin-polarized electron transport properties of triangular graphene flakes surrounded by boron nitride sheets (BNC structures) are studied by first-principles calculation based on density functional theory. Their dependence on the BNC structure is discussed, revealing that small graphene flakes surrounded by large BN segments have a large magnetic moment. When the BNC structure is suspended between graphene electrodes, the spin-polarized charge density distribution accumulates at the edge of the graphene flakes and no spin polarization is observed in the graphene electrodes. We also found that the BNC structure exhibits perfectly spin-polarized transport properties in a wide energy window around the Fermi level. Our first-principles results indicate that the BNC structure provides for the new possibilities for the electrical control of spin.
    American Physical Society, 2011年12月, Physical Review B, 84(22) (22), 224424, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Arima, Kenta, Endo, Katsuyoshi, Yamauchi, Kazuto, Hirose, Kikuji, Ono, Tomoya, Sano, Yasuhisa
    2011年10月, Journal of Physics: Condensed Matter, 23(39) (39), 394202, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya, Tsukamoto, Shigeru, Egami, Yoshiyuki, Fujimoto, Yoshitaka
    2011年10月, Journal of Physics: Condensed Matter, 23(39) (39), 394203, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya, Tsukamoto, Shigeru
    2011年10月, Physical Review B, 84(16) (16), 165410, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Saito, Shoichiro, Ono, Tomoya
    2011年08月, Physical Review B, 84(8) (8), 085319, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Oshima, Yoshifumi, Kurui, Yoshihiko, Nguyen, Hu Duy, Ono, Tomoya, Takayanagi, Kunio
    2011年07月, Microscopy and Microanalysis, 17(S2) (S2), 488 - 489, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Oshima, Yoshifumi, Kurui, Yoshihiko, Nguyen, Huy Duy, Ono, Tomoya, Takayanagi, Kunio
    2011年07月, Physical Review B, 84(3) (3), 035401, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Saito, Shoichiro, Ono, Tomoya
    The detailed analysis of the structural variations of three GeO2 and SiO2 polymorphs ($\alpha$-quartz, $\alpha$-cristobalite, and rutile) under compression and expansion pressure is reported. First-principles total-energy calculations reveal that the rutile structure is the most stable phase among the phases of GeO2, while SiO2 preferentially forms quartz. GeO4 tetrahedras of quartz and cristobalite GeO2 phases at the equilibrium volume are more significantly distorted than those of SiO2. Moreover, in the case of quartz GeO2 and cristobalite GeO2, all O--Ge--O bond angles vary when the volume of the GeO2 bulk changes from the equilibrium point, which causes further deformation of tetrahedra. In contrast, the tilt angle formed by Si--O--Si in SiO2 markedly changes. This flexibility of the O--Ge--O bonds reduces the stress at the Ge/GeO2 interface due to the lattice-constant mismatch and results in the low defective interface observed in the experiments [Matsubara et al.: Appl. Phys. Lett. 93 (2008) 032104; Hosoi et al.: Appl. Phys. Lett. 94 (2009) 202112].
    Published by the Japan Society of Applied Physics through the Institute of Pure and Applied Physics, 2011年02月, Jpn. J. Appl. Phys., 50(2) (2), 021503 - 021503-5, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya, Saito, Shoichiro
    The electronic structures of dangling bonds (DBs) at Ge/GeO2 and Si/SiO2 interfaces are explored by first-principles calculations. A comparative study of the DBs shows that the trigonal bonds of Ge around Ge-DBs are sharp, while those of Si around Si-DBs are planar. Moreover, the Ge-DB states do not lie near the midgap between the valence band top and conduction band bottom, while the Si-DB states clearly appear. These features are explained by the metallic properties of the bonding network of the Ge/GeO2 interface and agree with the different characteristics of the electron spin-resonance signals from these interfaces.
    Japan Society of Applied Physics, 2011年01月, Appl. Phys. Exp., 4(2) (2), 021303 - 021303-3, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya, Heide, Marcus, Atodiresei, Nicolae, Baumeister, Paul, Tsukamoto, Shigeru, Bluegel, Stefan
    2010年11月, Phys. Rev. B, 82(20) (20), 205115, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Egami, Yoshiyuki, Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji
    We present a time-saving simulator within the framework of the density functional theory to calculate the transport properties of electrons through nanostructures suspended between semi-infinite electrodes. By introducing the Fourier transform and preconditioning conjugate-gradient algorithms into the simulator, a highly efficient performance can be achieved in determining scattering wave functions and electron-transport properties of nanostructures suspended between semi-infinite jellium electrodes. To demonstrate the performance of the present algorithms, we study the conductance of metallic nanowires and the origin of the oscillatory behavior in the conductance of an Ir nanowire. It is confirmed that the s- dz2 channel of the Ir nanowire exhibits the transmission oscillation with a period of two-atom length, which is also dominant in the experimentally obtained conductance trace.
    American Physical Society, 2010年11月, Phys. Rev. E, 82(5) (5), 056706 - 56706, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Saito, Shoichiro, Ota, Tadashi, Otsuka, Jun, Ono, Tomoya
    2009年12月, Journal of Computational and Theoretical Nanoscience, 6(12) (12), 2624 - 2628, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Saito, Shoichiro, Hosoi, Takuji, Watanabe, Heiji, Ono, Tomoya
    2009年07月, Applied Physics Letters, 95(1) (1), 011908, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • ONO, Tomoya
    2009年05月, Phys. Rev. B, 79(19) (19), 195326, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya
    2009年03月, The Journal of Physical Chemistry C, 113, 6256 - 6260, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ota, Tadashi, Hirose, Kikuji, Ono, Tomoya
    2009年02月, Journal of Physics: Condensed Matter, 21(6) (6), 064240, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Egami, Yoshiyuki, Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji
    2008年04月, Surface Interface Analysis, 40, 1063 - 1066, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Kitajima, Hideki, Egami, Yoshiyuki, Nakayama, Hiroyuki, Hirose, Kikuji, Ono, Tomoya
    2008年04月, Surface Interface Analysis, 40, 1067 - 1070, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Otsuka, Jun, Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji
    2008年02月, Phys. Rev. B, 78(3) (3), 035426, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Egami, Yoshiyuki, Aiba, Shuichiro, Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji
    2007年08月, Journal of Physics: Condensed Matter, 19(36) (36), 365201, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya, Kutsuki, Katsuhiro, Egami, Yoshiyuki, Watanabe, Heiji, Hirose, Kikuji
    2007年08月, Journal of Physics: Condensed Matter, 19(36) (36), 365202, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji
    2007年08月, Journal of Computational and Theoretical Nanoscience, 4(5) (5), 840 - 859, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Goto, Hidekazu, Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji
    2007年08月, Journal of Physics: Condensed Matter, 19(36) (36), 365205, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Kutsuki, Katsuhiro, Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji
    2007年03月, Science and Technology of Advanced Materials, 8(3) (3), 204 - 207, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Iwami, Kazuchika, Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji, Goto, Hidekazu
    2007年03月, Science and Technology of Advanced Materials, 8(3) (3), 200 - 203, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Nakayama, Hiroyuki, Ono, Tomoya, Goto, Hidekazu, Hirose, Kikuji
    2007年02月, Science and Technology of Advanced Materials, 8(3) (3), 196 - 199, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji
    2007年01月, Phys. Rev. Lett., 98(02) (02), 026804, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya, Horise, Shinya, Endo, Katsuyoshi, Hirose, Kikuji
    2006年12月, Phys. Rev. B, 73(24) (24), 245314, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Sasaki, Takashi, Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji
    2006年11月, Phys. Rev. E, 74(5) (5), 056704, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Nakagawa, Daisuke, Kutsuki, Katsuhiro, Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji
    2006年04月, Physica B, 376-377, 389 - 391, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Otsuka, Jun, Ono, Tomoya, Inagaki, Kouji, Hirose, Kikuji
    2006年04月, Physica B, 376-377, 320 - 323, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Egami, Yoshiyuki, Ono, Tomoya, Sasaki, Takashi, Goto, Hidekazu, Hirose, Kikuji
    We present a first-principles study of the electron conduction properties of single-row gold nanowires suspended between semi-infinite gold crystalline electrodes. It is found that the single-row gold nanowires exhibit the quantized conductance of ${\sim}1G_{0}$ ($G_{0}=2e^{2}/h$). Moreover, the conductance oscillation depending on the number of atoms constituting the nanowires is observed with the occurrence of the bunching of high electron density with two atom-lengths in the channel density distribution.
    Published by the Japan Society of Applied Physics through the Institute of Pure and Applied Physics, 2006年03月, Jpn. J. Appl. Phys., 45(3B) (3B), 2132 - 2135, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Horie, Shinya, Ono, Tomoya, Kuwahara, Yuji, Endo, Katsuyishi, Hirose, Kikuji
    The tunneling current flowing between molecule-adsorbed Si(001) surfaces and a tip in scanning tunneling microscopy (STM) is studied using the first-principles electron-transport calculations. The amount of the tunneling current evaluated in this study is consistent with the experimental results. The tunneling current with the tip above the molecule-adsorbed dimer is lower than that with the tip above the bare dimer, which is interpreted by the stabilization of the Si–Si $\pi$ bonding states due to adsorption of the molecules. These results agree with the experimental results, where molecule-adsorbed dimers look geometrically lower than bare dimers.
    Published by the Japan Society of Applied Physics through the Institute of Pure and Applied Physics, 2006年03月, Jpn. J. Appl. Phys., 45(3B), 2154-2157/,(3) (3), 2154 - 2157, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Egami, Yoshiyuki, Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji
    2005年12月, Physical Review B, 72(12) (12), 125318, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Arima, Kenta, Kato, Jun, Horise, Shinya, Endo, Katsuyoshi, Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji, Sugawa, Shigetoshi, Akabori, Hiroshi, Teramoto, Akinobu, Ohmi, Tadahiro
    AIP Publishing, 2005年11月, Journal of Applied Physics, 98(10) (10), 101325 - 103525, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Horie, Shinya, Arima, Kenta, Hirose, Kikuji, Kato, Jun, Ono, Tomoya, Endo, Katsuyoshi
    2005年09月, Physical Review B, 72(11) (11), 113306, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji
    2005年08月, Physical Review B, 72(8) (8), 085105, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • 荒木, 真, 谷口, 淳, 小野, 倫也, 広瀬, 喜久治, 宮本, 岩男
    SOGを酸素RIBEのマスクとして用いて単結晶ダイヤモンド電界電子放出素子の作製を行い, 作製した電界電子放出素子の電界放出特性を調べた. また, ダイヤモンド電界電子放出素子表面の原子の運動を, 第一原理分子動力学法を用いたシミュレーション解析により明らかにした.
    公益社団法人精密工学会, 2005年08月, Journal of the Japan Society for Precision Engineering, 71(8) (8), 1015 - 1020, 日本語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • 佐々木 孝, 江上 喜幸, 谷出 敦, 小野 倫也, 後藤 英和, 広瀬 喜久治
    We develop a method for high-speed and high-accuracy first-principles calculations to derive the ground-state electronic structure by directly minimizing the energy functional. Making efficient use of the advantages of the real-space finite-difference method, we apply arbitrary boundary conditions and employ spatially localized orbitals. These advantages enable us to calculate the ground-state electronic structure of a nanostructure sandwiched between crystalline electrodes. The framework of this method and numerical examples for metallic nanowires are presented.
    The Japan Institute of Metals, 2005年06月, 日本金屬學會誌 = Journal of the Japan Institute of Metals, 69(6) (6), 457 - 459, 日本語

  • Egami, Yoshiyuki, Sasaki, Takashi, Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji
    2005年02月, Nanotechnology, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • 小野, 倫也, 堀江, 伸哉, 広瀬, 喜久治, 遠藤, 勝義
    日本表面科学会, 2005年02月, 表面科学, 26(2) (2), 36 - 40, 日本語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji
    2005年01月, Physical Review B, 72(8), 085115 1-12/,, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya, Sasaki, Takashi, Otsuka, Jun, Hirose, Kikuji
    2005年01月, Surface Science, 577, 42-46, (2005), 577, 42-46,/,, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • 第一原理計算によるナノスケール構造体の電子輸送予測,
    小野, 倫也, 広瀬, 喜久治
    2004年11月, 固体物理, 39(11) (11), 848 - 854, 日本語
    [査読有り]
    研究論文（その他学術会議資料等）

  • Sasaki, Takashi, Egami, Yoshiyuki, Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji
    2004年11月, Nanotechnology, 15(11) (11), 1882 - 1885, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji
    2004年07月, Physical Review B, 70(4) (4), 033403, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Egami, Yoshiyuki, Sasaki, Takashi, Tsukamoto, Shigeru, Ono, Tomoya, Inagaki, Kouji, Hirose, Kikuji
    We present first-principles calculations of electron conduction properties of monatomic sodium wires suspended between semi-infinite crystalline electrodes, using the overbridging boundary-matching method. We find that the conductances oscillate depending on the number of atoms in the wire, Natom. Furthermore, the values of conductances are ∼3 G0 (G0 = 2e2/h) for the closed packed structure and ∼1 G0 for single-row wires, which is in agreement with the experimental results of the conductance histogram.
    公益社団法人 日本金属学会, 2004年05月, Materials Transactions, 45(5) (5), 1419 - 1421, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Sasaki, Takashi, Egami, Yoshiyuki, Tanide, Atsushi, Ono, Tomoya, Goto, Hidekazu, Hirose, Kikuji
    We develop a method for high-speed and high-accuracy first-principles calculations to derive the ground-state electronic structure by directly minimizing the energy functional. Making efficient use of the advantages of the real-space finite-difference method, we apply arbitrary boundary conditions and employ spatially localized orbitals. These advantages enable us to calculate the ground-state electronic structure of a nanostructure sandwiched between crystalline electrodes. The framework of this method and numerical examples for metallic nanowires are presented.
    公益社団法人 日本金属学会, 2004年05月, Materials Transactions, 45(5) (5), 1433 - 1436, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Otani, Megumi, Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji
    2004年03月, Physical Review B, (12) (12), 121408, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji
    2004年01月, Journal of Applied Physics, 95(3) (3), 1568 - 1571, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Endo, Katsuyoshi, Ono, Tomoya, Arima, Kenta, Uesugi, Yuji, Hirose, Kikuji, Mori, Yuzo
    In order to yield an atomically flat Si(001) reconstructed surface at as low a temperature as possible, 2-step heating processes after wet cleaning are proposed based on thermal desorption spectroscopy (TDS) spectra. They are pre-annealing at 300°C for 60 min, and subsequent flashing at 650°C. The pre-annealing desorbs one hydrogen atom at each dihydride on the surface, and the flashing desorbs the rest of the hydrogen atoms. Furthermore, for practical device processes, it is proposed that the 2-step heating processes should be performed in a hydrogen ambient to prevent the surface from adsorbing contaminations. Scanning tunneling microscopy (STM) and low energy electron diffraction (LEED) observations reveal that an atomically flat Si(001)-$c(4\times 4)$ surface is obtained by flashing at 650°C in not only ultrahigh vacuum, but also in hydrogen ambient. STM images and first-principles simulations demonstrate that the Si(001)-$c(4\times 4)$ structure is explained by a missing-dimer model.
    Published by the Japan Society of Applied Physics through the Institute of Pure and Applied Physics, 2003年07月, Jpn. J. Appl. Phys., 42(7B) (7B), 4646 - 4649, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya, Tsukamoto, Shigeru, Hirose, Kikuji
    2003年06月, Appl. Phys. Lett., 82(25) (25), 4570 - 4572, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya, Yamasaki, Hideki, Egami, Yoshiyuki, Hirose, Kikuji
    2003年02月, Nanotechnology, 14(2) (2), 299 - 303, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono, Tomoya, Hirose, Kikuji
    2003年01月, Phys. Rev. B, 68(4) (4), 045409, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Tsukamoto, Shigeru, Ono, Tomoya, Fujimoto, Yoshitaka, Inagaki, Kouji, Goto, Hidekazu, Hirose, Kikuji
    We investigate the relation between the geometrical structure and electrical conduction of an infinite single-row gold wire in the process of its elongation using first-principles molecular-dynamics simulations based on the real-space finite-difference method. This relation has not been explicitly explained by experiments yet. Our theoretical study predicts that the single-row gold wire ruptures when the average interatomic distance increases to more than 0.30 nm, and that the wire is conductive before breaking but changes to insulator at the rupturing point.
    公益社団法人 日本金属学会, 2001年11月, Mater. Trans. JIM, 42(11) (11), 2257 - 2260, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Tsukamoto, Shigeru, Ono, Tomoya, Fujimoto, Yoshitaka, Inagaki, Kouji, Goto, Hidekazu, Hirose, Kikuji
    Japan Institute of Metals, 2001年11月, Mater. Trans. JIM, 42(11) (11), 2257 - 2260, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Fujimoto, Yoshitaka, Okada, Hiromi, Endo, Katsuyoshi, Ono, Tomoya, Tsukamoto, Shigeru, Hirose, Kikuji
    Japan Institute of Metals, 2001年11月, Mater. Trans. JIM, 42(11) (11), 2247 - 2252, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Hirose, Kikuji, Ono, Tomoya
    2001年08月, Physical Review B, 64(8) (8), 085105, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Ono,Tomoya, Hirose,Kikuji
    1999年04月, Physical Review Letters, 82(25) (25), 5016 - 5019, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Goto,Hidekazu, Hirose,Kikuji, Sakamoto,Masao, Sugiyama,Kazuhisa, Inagaki,Kouji, Tsuchiya,Hachiro, Kobata,Itsuki, Ono,Tomoya, Mori,Yuzo
    1999年04月, Computational Materials Science, 14, 77 - 79, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

■ MISC
  • 10aAQ-1 クリロフ部分空間のシフト不変性を応用した第一原理伝導計算におけるグリーン関数の高速計算手法の開発(10aAQ 電子系2,領域11(物性基礎論・統計力学・流体物理・応用数学・社会経済物理))
    岩瀬 滋, 小野 倫也
    一般社団法人日本物理学会, 2014年08月22日, 日本物理学会講演概要集, 69(2) (2), 176 - 176, 日本語

  • 26pPSB-23 第一原理計算によるGe-MOS界面原子構造と電子状態の分析(26pPSB 領域9ポスターセッション,領域9(表面・界面,結晶成長))
    齊藤 正一朗, 小野 倫也
    一般社団法人日本物理学会, 2012年03月05日, 日本物理学会講演概要集, 67(1) (1), 961 - 961, 日本語

  • 26pPSB-11 第一原理計算によるHfO_2/SiO_2/Si界面の酸素空孔の解析(26pPSB 領域9ポスターセッション,領域9(表面・界面,結晶成長))
    小嶋 隆史, 小野 倫也
    一般社団法人日本物理学会, 2012年03月05日, 日本物理学会講演概要集, 67(1) (1), 958 - 958, 日本語

  • 23pTL-1 第一原理輸送計算によるナノデバイスの機能評価とデザイン(23pTL 領域4,領域8,領域9,領域11,領域12合同シンポジウム:ナノスケール量子輸送の計算科学的研究の現状・展望と次世代スパコンへの期待,領域8(強相関系:高温超伝導,強相関f電子系など))
    江上 喜幸, 塚本 茂, 藤本 義隆, 小野 倫也
    一般社団法人日本物理学会, 2011年08月24日, 日本物理学会講演概要集, 66(2) (2), 628 - 628, 日本語

  • 24pRC-2 第一原理に基づくナノ構造の輸送特性計算(24pRC 領域9若手奨励賞受賞記念講演,領域9(表面・界面,結晶成長))
    小野 倫也
    一般社団法人日本物理学会, 2011年08月24日, 日本物理学会講演概要集, 66(2) (2), 962 - 962, 日本語

  • 28aTH-1 カーボン原子にアシストされた金アトミックチェーンの生成(28aTH ナノチューブ・ナノワイヤ,領域9(表面・界面,結晶成長))
    大島 義文, 久留井 慶彦, Huy Nguyen Duy, 小野 倫也, 高柳 邦夫
    一般社団法人日本物理学会, 2011年03月03日, 日本物理学会講演概要集, 66(1) (1), 943 - 943, 日本語

  • 26pTG-10 第一原理に基づくナノ構造の輸送特性計算(26pTG 領域9若手奨励賞受賞記念講演,領域9(表面・界面,結晶成長))
    小野 倫也
    一般社団法人日本物理学会, 2011年03月03日, 日本物理学会講演概要集, 66(1) (1), 919 - 919, 日本語

  • 27pHG-2 第一原理輸送計算によるナノデバイスの機能評価とデザイン(27pHG 領域4,領域8,領域9,領域11,領域12合同シンポジウム:ナノスケール量子輸送の計算科学的研究の現状・展望と次世代スパコンへの期待,領域4(半導体,メゾスコピック系・局在))
    江上 喜幸, 塚本 茂, 藤本 義隆, 小野 倫也
    一般社団法人日本物理学会, 2011年03月03日, 日本物理学会講演概要集, 66(1) (1), 721 - 721, 日本語

  • 24aPS-48 第一原理に基づくGe/GeO_2界面欠陥終端化原子種の機能予測(24aPS 領域9ポスターセッション,領域9(表面・界面,結晶成長))
    齊藤 正一朗, 小野 倫也
    一般社団法人日本物理学会, 2010年08月18日, 日本物理学会講演概要集, 65(2) (2), 849 - 849, 日本語

  • 23aGL-9 フラーレン分子鎖の第一原理電子輸送特性計算(23aGL ナノチューブ・ナノワイヤ,領域9(表面・界面,結晶成長))
    小野 倫也
    一般社団法人日本物理学会, 2010年03月01日, 日本物理学会講演概要集, 65(1) (1), 961 - 961, 日本語

  • 28aYE-3 第一原理計算による二次元BNC構造のスピン依存量子輸送特性の解明(グラフェン電子物性(物性予測),領域7,分子性固体・有機導体)
    太田 督, 広瀬 喜久治, 小野 倫也
    一般社団法人日本物理学会, 2009年08月18日, 日本物理学会講演概要集, 64(2) (2), 790 - 790, 日本語

  • 26aQL-5 ナノスケール伝導現象 : 第一原理計算からのアプローチ(第一原理電子状態計算のフロンティアと次世代計算機への期待,領域11,領域4,領域8,領域9,領域12合同シンポジウム,領域4,半導体,メゾスコピック系・局在)
    小野 倫也
    一般社団法人日本物理学会, 2009年08月18日, 日本物理学会講演概要集, 64(2) (2), 588 - 588, 日本語

  • GeO_2/Ge界面形成の物理と電気特性改善技術
    渡部 平司, 齊藤 真里奈, 齊藤 正一朗, 岡本 学, 朽木 克博, 細井 卓治, 小野 倫也, 志村 考功
    GeO_2/Ge界面の形成機構とその界面特性を,第一原理計算およびGe-MOSデバイスの電気測定から検討した.GeO_2ネットワークの柔軟性を反映して,GeO_2/Ge界面はSi酸化膜界面に比べて優れた界面電気特性を示すことを理論的に示した.一方,実際のGe-MOSデバイスでは,大気暴露に伴うGeO_2膜中への不純物混入により膜中固定電荷,C-Vヒステリシスさらには欠陥準位を介した少数キャリア応答が発生する.この様な特性劣化は,電極形成前の真空アニールでGeO_2絶縁膜中の不純物成分を熱脱離させることで改善できる.これらの結果から,Ge-MOSは水素アニール等の欠陥終端化処理を行わなくても優れた界面特性を実現可能ではあるが,実デバイスでは大気暴露に伴ってGeO_2絶縁膜の劣化が進行するため,これを回避するためのプロセス設計が重要であると結論できる.
    一般社団法人電子情報通信学会, 2009年06月12日, 電子情報通信学会技術研究報告. SDM, シリコン材料・デバイス, 109(87) (87), 15 - 20, 日本語

  • 29pPSB-34 第一原理に基づくフラーレンダイマーの伝導計算(29pPSB 領域9ポスターセッション,領域9(表面・界面,結晶成長))
    北島 秀樹, 後藤 英和, 広瀬 喜久治, 小野 倫也
    一般社団法人日本物理学会, 2009年03月03日, 日本物理学会講演概要集, 64(1) (1), 908 - 908, 日本語

  • 29pPSB-1 酸化ゲルマニウムの原子構造および電子状態解析(29pPSB 領域9ポスターセッション,領域9(表面・界面,結晶成長))
    斉藤 正一朗, 広瀬 喜久治, 小野 倫也
    一般社団法人日本物理学会, 2009年03月03日, 日本物理学会講演概要集, 64(1) (1), 900 - 900, 日本語

  • 21pXA-8 5d金属原子鎖の電子輸送特性に関する第一原理計算(21pXA 領域9,領域7合同 ナノチューブ・ナノワイヤ,領域9(表面・界面,結晶成長))
    小野 倫也
    一般社団法人日本物理学会, 2008年08月25日, 日本物理学会講演概要集, 63(2) (2), 815 - 815, 日本語

  • 22pPSA-2 第一原理に基づくナノ構造体における電気伝導特性計算手法の開発(22pPSA 領域9ポスターセッション,領域9(表面・界面,結晶成長))
    江上 喜幸, 小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2008年08月25日, 日本物理学会講演概要集, 63(2) (2), 827 - 827, 日本語

  • 22pPSA-34 一次元Al原子ワイヤーの磁気構造(22pPSA 領域9ポスターセッション,領域9(表面・界面,結晶成長))
    太田 督, 広瀬 喜久治, 小野 倫也
    一般社団法人日本物理学会, 2008年08月25日, 日本物理学会講演概要集, 63(2) (2), 834 - 834, 日本語

  • 24pPSA-12 C_2H_2分子吸着Si(001)表面におけるSTM像の理論的解析(ポスターセッション,領域9,表面・界面,結晶成長)
    江上 喜幸, 小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2008年02月29日, 日本物理学会講演概要集, 63(1) (1), 881 - 881, 日本語

  • 24pPSA-48 第一原理に基づくフラーレンポリマーの電気伝導特性計算(ポスターセッション,領域9,表面・界面,結晶成長)
    北島 秀樹, 江上 喜幸, 広瀬 喜久治, 小野 倫也
    一般社団法人日本物理学会, 2008年02月29日, 日本物理学会講演概要集, 63(1) (1), 890 - 890, 日本語

  • 22aPS-118 第一原理によるフラーレンポリマーの電子状態計算(領域4ポスターセッション,領域4,半導体,メゾスコピック系・局在)
    北島 秀樹, 江上 喜幸, 中山 博幸, 小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2007年08月21日, 日本物理学会講演概要集, 62(2) (2), 692 - 692, 日本語

  • 20aPS-19 第一原理電気伝導特性計算を用いたC_2H_2分子吸着Si(001)表面におけるSTM像解析(ポスターセッション,領域9,表面・界面,結晶成長)
    江上 喜幸, 小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2007年02月28日, 日本物理学会講演概要集, 62(1) (1), 899 - 899, 日本語

  • 25pPSB-66 ピーナッツ型フラーレンナノチューブの電子状態計算(25pPSB 領域9ポスターセッション,領域9(表面・界面,結晶成長))
    中山 博幸, 小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2006年08月18日, 日本物理学会講演概要集, 61(2) (2), 763 - 763, 日本語

  • 30pXJ-11 第一原理計算によるナノワイヤ列の電気伝導特性予測(30pXJ ナノチューブ・ナノワイヤ,領域9(表面・界面,結晶成長))
    江上 喜幸, 小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2006年03月04日, 日本物理学会講演概要集, 61(1) (1), 915 - 915, 日本語

  • 29pXJ-9 第一原理に基づく半無限結晶電極に挟まれたナノストラクチャーの電子状態計算(29pXJ 表面界面電子物性,領域9(表面・界面,結晶成長))
    佐々木 孝, 小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2006年03月04日, 日本物理学会講演概要集, 61(1) (1), 890 - 890, 日本語

  • 28pXH-1 第一原理計算によるAlNナノチューブの分極の計算(28pXH 電子系(密度汎関数法),領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))
    大塚 順, 小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2006年03月04日, 日本物理学会講演概要集, 61(1) (1), 291 - 291, 日本語

  • 27aXD-7 単原子鎖におけるコンダクタンス振動現象の理論的解析(ナノワイヤ・ナノチューブ,領域9(表面・界面, 結晶成長))
    江上 喜幸, 小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2005年03月04日, 日本物理学会講演概要集, 60(1) (1), 881 - 881, 日本語

  • 25aWB-1 第一原理電子輸送特性計算による酸化シリコン薄膜のリーク電流の予測(表面・界面電子物性(理論・シミュレーション),領域9(表面・界面, 結晶成長))
    中川 大輔, 小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2005年03月04日, 日本物理学会講演概要集, 60(1) (1), 854 - 854, 日本語

  • 25aWB-2 第一原理に基づく半無限結晶電極に挟まれたナノストラクチャーの電子状態計算手法(表面・界面電子物性(理論・シミュレーション),領域9(表面・界面, 結晶成長))
    佐々木 孝, 小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2005年03月04日, 日本物理学会講演概要集, 60(1) (1), 854 - 854, 日本語

  • 27aPS-9 ワニエ関数を用いた誘電率の計算(領域11,領域12合同ポスターセッション,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))
    大塚 順, 小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2005年03月04日, 日本物理学会講演概要集, 60(1) (1), 320 - 320, 日本語

  • 24aPS-134 第一原理電気伝導計算による水素原子が吸着したSi(001)表面のSTM像の解析(表面・界面, 結晶成長,領域9(表面・界面, 結晶成長))
    堀江 伸哉, 小野 倫也, 広瀬 喜久治, 遠藤 勝義
    一般社団法人日本物理学会, 2005年03月04日, 日本物理学会講演概要集, 60(1) (1), 836 - 836, 日本語

  • 27pPSA-54 第一原理計算による酸化シリコン薄膜のリーク電流の予測(領域9ポスターセッション)(領域9)
    中川 大輔, 小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2004年03月03日, 日本物理学会講演概要集, 59(1) (1), 901 - 901, 日本語

  • 27pPSA-52 第一原理計算によるナノストラクチャーの電気伝導特性の予測(領域9ポスターセッション)(領域9)
    江上 喜幸, 小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2004年03月03日, 日本物理学会講演概要集, 59(1) (1), 901 - 901, 日本語

  • 27pPSA-6 第一原理計算に基づくオーダーN電子状態計算手法の開発II(領域9ポスターセッション)(領域9)
    佐々木 孝, 小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2004年03月03日, 日本物理学会講演概要集, 59(1) (1), 889 - 889, 日本語

  • 30pWP-2 金属原子鎖の構造と電気伝導特性(ナノチューブ・ナノワイヤ)(領域9)
    小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2004年03月03日, 日本物理学会講演概要集, 59(1) (1), 934 - 934, 日本語

  • 強電界下における表面反応の第一原理分子動力学シミュレーション
    森 勇蔵, 小野 倫也, 広瀬 喜久治, 遠藤 勝義, ヒロセ キクジ, モリ ユウゾウ, エンドウ カツヨシ, オノ トモヤ
    大阪大学低温センター, 2004年01月, 大阪大学低温センターだより, 125, 31 - 34, 日本語

  • 20pYE-4 第一原理計算に基づくオーダー N 電子状態計算手法の開発
    佐々木 孝, 谷出 敦, 小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2003年08月15日, 日本物理学会講演概要集, 58(2) (2), 794 - 794, 日本語

  • 20pYE-2 第一原理計算による金属原子鎖の電気伝導特性解析
    小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2003年08月15日, 日本物理学会講演概要集, 58(2) (2), 793 - 793, 日本語

  • 20pYE-5 第一原理計算によるフラーレン鎖の電気特性の解析 II
    大谷 めぐみ, 小野 倫也, 稲垣 耕司, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2003年08月15日, 日本物理学会講演概要集, 58(2) (2), 794 - 794, 日本語

  • 20pYE-10 第一原理計算によるナトリウムナノワイヤーの電気伝導特性の予測
    江上 喜幸, 小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2003年08月15日, 日本物理学会講演概要集, 58(2) (2), 795 - 795, 日本語

  • 23aPS-4 第一原理分子動力学シミュレーションによる水分子解離過程の解析
    若狭 加奈子, 小野 倫也, 後藤 英和, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2003年08月15日, 日本物理学会講演概要集, 58(2) (2), 264 - 264, 日本語

  • 28pPSB-68 異なる結晶面方位を持つ Si 表面の光反射率スペクトルの差の解析 : (100) と (111) の比較
    稲垣 耕司, 小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2003年03月06日, 日本物理学会講演概要集, 58(1) (1), 862 - 862, 日本語

  • 28pPSB-55 第一原理分子動力学法を用いた Nafion- 水クラスター間プロトンリレーのシミュレーション
    山崎 秀樹, 小野 倫也, 後藤 英和, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2003年03月06日, 日本物理学会講演概要集, 58(1) (1), 858 - 858, 日本語

  • 28pPSB-61 第一原理計算によるフラーレン鎖の電気特性の解析
    大谷 めぐみ, 小野 倫也, 稲垣 耕司, 杉山 和久, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2003年03月06日, 日本物理学会講演概要集, 58(1) (1), 860 - 860, 日本語

  • 28pPSB-49 第一原理計算によるナノチューブの電気伝導特性の予測
    江上 喜幸, 小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2003年03月06日, 日本物理学会講演概要集, 58(1) (1), 857 - 857, 日本語

  • 31aZF-9 金属単原子鎖の構造と導電性 III
    小野 倫也, 稲垣 耕司, 後藤 英和, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2003年03月06日, 日本物理学会講演概要集, 58(1) (1), 886 - 886, 日本語

  • 6pPSB-55 ハロゲンガスを用いたSi表面のプラズマエッチングにおける第一原理分子動力学シミュレーション : Oラジカルによるハロゲン生成促進効果の解析(表面界面結晶成長,領域9)
    池田 裕志, 稲垣 耕司, 小野 倫也, 後藤 英和, 広瀬 喜久治, 森 勇蔵
    一般社団法人日本物理学会, 2002年08月13日, 日本物理学会講演概要集, 57(2) (2), 749 - 749, 日本語

  • 25pPSB-52 金属表面の水酸基によるエッチング現象の第一原理分子動力学シミュレーション(25pPSB 表面界面・結晶成長,領域9(表面・界面,結晶成長分野))
    若狭 加奈子, 大橋 和朗, 小野 倫也, 岡田 浩巳, 稲垣 耕司, 後藤 英和, 広瀬 喜久治, 森 勇藏
    一般社団法人日本物理学会, 2002年03月01日, 日本物理学会講演概要集, 57(1) (1), 848 - 848, 日本語

  • 25pPSB-64 フラーレン1次元ポリマーの構造と電気的特性(25pPSB 表面界面・結晶成長,領域9(表面・界面,結晶成長分野))
    大谷 めぐみ, 小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2002年03月01日, 日本物理学会講演概要集, 57(1) (1), 851 - 851, 日本語

  • 27aYF-10 金細線の電気伝導特性(27aYF 表面ナノ構造量子物性,領域9(表面・界面,結晶成長分野))
    藤本 義隆, 塚本 茂, 小野 倫也, 稲垣 耕司, 後藤 英和, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2002年03月01日, 日本物理学会講演概要集, 57(1) (1), 867 - 867, 日本語

  • 27aYF-11 金属単原子鎖の構造と導電性II(27aYF 表面ナノ構造量子物性,領域9(表面・界面,結晶成長分野))
    小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2002年03月01日, 日本物理学会講演概要集, 57(1) (1), 868 - 868, 日本語

  • 20aWD-1 アルカリ金属ナノワイヤーの電子状態と電気伝導特性の第一原理計算
    塚本 茂, 藤本 義隆, 小野 倫也, 稲垣 耕司, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2001年09月03日, 日本物理学会講演概要集, 56(2) (2), 773 - 773, 日本語

  • 20aWD-3 金属単原子鎖の構造と導電性
    小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2001年09月03日, 日本物理学会講演概要集, 56(2) (2), 773 - 773, 日本語

  • 20aWD-2 金原子細線の電気伝導
    藤本 義隆, 塚本 茂, 小野 倫也, 稲垣 耕司, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2001年09月03日, 日本物理学会講演概要集, 56(2) (2), 773 - 773, 日本語

  • 19pPSB-62 実空間差分法に基づく水分子解離過程の第一原理分子動力学シミュレーション
    大橋 和朗, 小野 倫也, 小畠 厳貴, 後藤 英和, 稲垣 耕司, 杉山 和久, 広瀬 喜久治, 森 勇藏
    一般社団法人日本物理学会, 2001年09月03日, 日本物理学会講演概要集, 56(2) (2), 768 - 768, 日本語

  • 光反射率スペクトルによるSiウエハ表面評価法の開発 : 装置の開発と加工表面評価
    稲垣 耕司, 小野 倫也, 杉江 利章, 山内 和人, 遠藤 勝義, 広瀬 喜久治, 森 勇蔵
    2001年09月01日, 精密工学会大会学術講演会講演論文集, 2001(2) (2), 672 - 672, 日本語

  • 超純水のみによる電気化学的加工法の第一原理分子動力学シミュレーション : 陰極におけるA1(001)表面加工現象
    田中 利忠, 稲田 敬, 後藤 英和, 小野 倫也, 広瀬 喜久治, 森 勇蔵, 小畠 巌貴
    2001年09月01日, 精密工学会大会学術講演会講演論文集, 2001(2) (2), 226 - 226, 日本語

  • ハロゲンによるSi表面エッチング過程の第一原理分子動力学シミュレーション : エッチング過程とガス材料依存性
    稲垣 耕司, 奥西 亮介, 小野 倫也, 遠藤 勝義, 広瀬 喜久治, 森 勇蔵, 岡田 浩巳, 杉山 和彦
    2001年09月01日, 精密工学会大会学術講演会講演論文集, 2001(2) (2), 235 - 235, 日本語

  • 27pYD-11 螺旋周期境界条件を用いた実空間差分法による第一原理電子状態計算
    小野 倫也, 稲垣 耕司, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2001年03月09日, 日本物理学会講演概要集, 56(1) (1), 223 - 223, 日本語

  • 25aTA-10 金属的な系における非整数占有数問題の解決法
    小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2000年09月10日, 日本物理学会講演概要集, 55(2) (2), 790 - 790, 日本語

  • 24aZ-5 Timesaving Double-Grid法を用いた実空間差分法による表面電子状態計算II
    小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 2000年03月10日, 日本物理学会講演概要集, 55(1) (1), 221 - 221, 日本語

  • 25aPS-38 電子系トータルエネルギー汎関数の最小化
    戸田 勝之, 小野 倫也, 稲垣 耕司, 杉山 和久, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 1999年09月03日, 日本物理学会講演概要集, 54(2) (2), 229 - 229, 日本語

  • 25aPS-37 実空間差分法による水分子の解離過程の解析
    角田 信彦, 小野 倫也, 小畠 巌貴, 稲垣 耕司, 杉山 和久, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 1999年09月03日, 日本物理学会講演概要集, 54(2) (2), 229 - 229, 日本語

  • 27pW-4 Timesaving Double-Grid法を用いた実空間差分法による表面電子状態計算
    小野 倫也, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 1999年09月03日, 日本物理学会講演概要集, 54(2) (2), 841 - 841, 日本語

  • 28a-PS-124 実空間差分法による第一原理分子動力学シミュレーション
    小野 倫也, 中東 幸子, 角田 信彦, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 1998年09月05日, 日本物理学会講演概要集, 53(2) (2), 809 - 809, 日本語

  • 28a-PS-131 Simulated Annealingによる電子系エネルギー最小化
    小野 倫也, 中東 幸子, 戸田 勝之, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 1998年09月05日, 日本物理学会講演概要集, 53(2) (2), 811 - 811, 日本語

  • 30p-YF-5 GGAを用いた実空間差分電子状態計算III
    中村 隆喜, 小野 倫也, 中東 幸子, 広瀬 喜久治
    一般社団法人日本物理学会, 1998年03月10日, 日本物理学会講演概要集, 53(1) (1), 640 - 640, 日本語

  • 6p-B-2 STM-XMA法における電界中の電子状態計算
    広瀬 喜久治, 塩田 崇二, 塚本 茂, 小野 倫也, 堤 建一, 森 勇蔵
    一般社団法人日本物理学会, 1997年09月16日, 日本物理学会講演概要集, 52(2) (2), 349 - 349, 日本語

  • 5a-B-4 Si(001)水素終端化表面の水酸基によるエッチング現象の第一原理計算(I)
    後藤 英和, 広瀬 喜久治, 坂本 正雄, 杉山 和久, 稲垣 耕治, 小畠 巌貴, 小野 倫也, 森 勇蔵
    一般社団法人日本物理学会, 1997年09月16日, 日本物理学会講演概要集, 52(2) (2), 331 - 331, 日本語

  • 8a-YJ-8 GGAを用いた実空間差分電子状態計算II
    広瀬 喜久治, 坂本 正雄, 杉山 和久, 稲垣 耕司, 中村 隆喜, 小野 倫也
    一般社団法人日本物理学会, 1997年09月16日, 日本物理学会講演概要集, 52(2) (2), 807 - 807, 日本語

  • 30p-YH-15 GGAを用いた実空間差分電子状態計算I
    広瀬 喜久治, 坂本 正雄, 中村 隆喜, 小野 倫也
    一般社団法人日本物理学会, 1997年03月17日, 日本物理学会講演概要集, 52(1) (1), 716 - 716, 日本語

■ 書籍等出版物
  • 超精密加工と表面科学
    小野,倫也
    分担執筆, 表面界面物性シミュレーション, 2014年03月, 日本語
    学術書

  • 計算機マテリアルデザイン入門
    広瀬, 喜久治, 小野, 倫也
    分担執筆, 応用編RSPACE-04－ナノ構造体の電気伝導特性－, 大阪大学出版会, 2005年09月, 日本語
    学術書

  • 計算機マテリアルデザイン入門
    広瀬, 喜久治, 小野, 倫也
    分担執筆, 基礎編RSPACE-04－ナノ構造体の電気伝導特性－, 大阪大学出版会, 2005年01月, 日本語
    学術書

  • FIRST-PRINCIPLES CALCULATIONS IN REAL-SPACE FORMALISM --Electronic Configurations and Transport Properties of Nanostructures--
    Hirose, Kikuji, Ono, Tomoya, Fujimoto, Yoshitaka, Tsukamoto, Shigeru
    単著, 2005年01月, 英語
    学術書

■ 講演・口頭発表等
  • DFT calculation for electronic structure and carrier scattering property at SiC-MOS interface
    Ono,Tomoya
    European Advanced Energy Materials Congress, 2018年03月, 英語, 国際会議
    [招待有り]
    口頭発表（招待・特別）

  • Efficient and Scalable Calculation of Complex Band Structure Using Sakurai-Sugiura Method
    Iwase, Shigeru, Futamura, Yasunori, Imakura, Akira, Sakurai, Tetsuya, Ono, Tomoya
    International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis (SC17), 2017年11月, 英語, 国際会議
    口頭発表（一般）

  • 第一原理計算によるデバイス用界面の電子状態とキャリア伝導解析
    小野,倫也
    日本物理学会2017年秋季大会, 2017年09月, 日本語, 国内会議
    [招待有り]
    口頭発表（招待・特別）

  • Nonlinear Sakurai-Sugiura method for electronic transport calculation
    Sakurai, Tetsuya, Futamura, Yasunori, Imakura, Akira, Iwase, Shigeru, Ono, Tomoya
    2017 Meeting of the International Linear Algebra Society, 2017年07月, 英語, 国際会議
    口頭発表（一般）

  • Nonlinear Sakurai-Sugiura method for complex band structure calculation on KNL cluster
    Sakurai, Tetsuya, Futamura, Yasunori, Imakura, Akira, Shigeru, Iwase, Ono, Tomoya
    The Platform for Advanced Scientific Compuging (PASC) Conference, 2017年06月, 英語, 国際会議
    口頭発表（一般）

  • Density functional theory calculation for interface electronic structure of SiC power electronic devices
    Ono,Tomoya
    EMN Meeting on Quantum, 2017年06月, 英語, 国際会議
    [招待有り]
    口頭発表（招待・特別）

  • 第一原理計算と高速計算機を用いた材料探索・デバイス設計
    小野,倫也
    情報機構セミナー, 2017年06月, 日本語, 国内会議
    [招待有り]
    口頭発表（招待・特別）

  • First-principles study on atomic and electronic structures of 4HSiC(0001)/SiO interface
    Ono, Tomoya, kirkham, Christopher James
    APS March Meeting 2017, 2017年03月, 英語, 国際会議
    口頭発表（一般）

  • First-Principles Study on Electron Conduction at 4H-SiC(0001)/SiO2 Interface
    Ono, Tomoya, Kirkham, Christopher James, Iwase, Shigeru
    Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science 2016, 2016年10月, 英語, Honolulu, HI, 国際会議
    [招待有り]
    口頭発表（招待・特別）

  • First-principles study on carrier scattering property at 4H-SiC(0001)/SiO2
    Ono, Tomoya, Kirkham, Christopher James, Iwase, Shigeru
    2016 International Conference on Solid State Devices and Materials, 2016年09月, 英語, 国内会議
    口頭発表（一般）

  • SiC酸化過程とMOS界面電子状態の第一原理シミュレーション
    小野,倫也
    応用物理学会先進パワー半導体分科会 第1回個別討論会 「SiC酸化メカニズムと界面欠陥」, 2016年08月, 日本語, 日本 東京, 国内会議
    [招待有り]
    口頭発表（招待・特別）

  • Density functional theory study on transport property of nanomaterials
    Ono, Tomoya
    5th International Conference from Nanoparticles and Nanomaterials to Nanodevices and Nanosystems (IC4N), 2016年06月, 英語, 国際会議
    [招待有り]
    口頭発表（招待・特別）

  • Density functional theory calculation for transport property of carbon nanostructures
    Ono,Tomoya
    EMN Meeting on Carbon Nanostructures, 2016年03月, 英語, USA Honolulu, 国際会議
    [招待有り]
    口頭発表（招待・特別）

  • Ab initio investigations for interface electronic structures of SiC-MOS
    Ono,Tomoya, Kirkham,Christopher
    International Workshop on Dielectric Thin Films for Future Electron Devices – Science and Technology –, 2015年11月, 英語, Japan Tokyo, 国内会議
    [招待有り]
    口頭発表（招待・特別）

  • First-Principles Calculations using Real-Space Finite-Difference Method
    Ono,Tomoya
    Advances in Modeling of Nano Materials, 2015年06月, 英語, China Hefei, 国際会議
    [招待有り]
    口頭発表（招待・特別）

  • 第一原理計算を用いたナノデバイスの機能予測
    小野,倫也
    応用物理学会関西支部平成26年度第2回講演会「シミュレーションが先導するエレクトロニクス・フォトニクス研究 ～関西発イノベーションと若手からの発信～」, 2014年11月, 日本語, 国内会議
    [招待有り]
    口頭発表（招待・特別）

  • First-principles calculation on transport properties of carbon nanotubes and fullerenes
    Ono,Tomoya
    International Workshop of Computational Nano-Materials Design on Green Energy, JSPS Core-to-Core Program Workshop, 2014年06月, 英語, Japan Osaka, 国内会議
    [招待有り]
    口頭発表（招待・特別）

■ 所属学協会
  • 日本物理学会

  • 応用物理学会

  • 日本表面科学会

■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • 磁気接合における伝導機構の電子論的解明と高性能磁気抵抗素子のデザイン・機能実証
    小野 倫也, 永沼 博, 植本 光治
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 神戸大学, 2024年04月01日 - 2027年03月31日

  • 計算科学による2次元ナノ空間でのキャリア伝導と物質創製プロセスの解析・デザイン
    小野 倫也
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 学術変革領域研究(A), 神戸大学, 2024年04月01日 - 2026年03月31日

  • 計算科学手法による2次元ナノ空間でのキャリア伝導予測と高機能デバイスデザイン
    小野 倫也
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A), 学術変革領域研究(A), 神戸大学, 2022年06月 - 2024年03月

  • 量子論に基づくシミュレーションによる高移動度SiC-MOS界面とその創製プロセスの設計
    小野倫也
    日立財団, 倉田奨励金, 神戸大学, 2020年04月 - 2021年03月, 研究代表者

  • 計算科学による高移動度SiC-MOS界面構造のデザイン
    小野倫也
    (財)岩谷直治記念財団, 岩谷科学技術研究助成, 神戸大学, 2020年04月 - 2021年03月, 研究代表者

  • 超並列計算機用デバイス機能予測シミュレーターの開発
    小野倫也
    ひょうご科学技術協会, 学術研究助成, 神戸大学, 2020年04月 - 2021年03月, 研究代表者

  • 大規模第一原理スピン輸送シミュレーターの開発と革新的デバイス用界面構造の設計
    小野倫也
    日本学術振興会, 科学研究費 基盤研究(B), 2016年04月 - 2020年03月, 研究代表者
    競争的資金

  • 第一原理シミュレーションによる活性サイトの構造・機能の解明とデザイン
    森川 良忠, 赤木 和人, 稲垣 耕司, 小野 倫也, 木崎 栄年, 濱本 雄治, 宮崎 剛
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 新学術領域研究(研究領域提案型), 大阪大学, 2014年07月10日 - 2019年03月31日
    本研究グループでは、第一原理電子状態計算手法を開発・駆使して、実験的には解明が難しいような原子レベルでの活性サイト構造やその構造が持つ機能を調べ、それらの物質の持つ性質を支配する要因を明らかにし、その知見を元により望ましい性質を持つ物質をデザインする指針を与えることを目指してきた。具体的にはSi中の高濃度Asドーパント、グラフェンに担持したPt単原子触媒の構造と燃料電池電極としての反応性、ZnSnAs2中にドープしたMn周りの局所構造と磁性半導体としての機能、SrTiO3中にドープしたRhの局所構造とその光触媒機能、BEDT-TTF系材料におけるX戦傷者損傷過程の解明、などで成果があった。

  • 大規模物質・デバイス設計シミュレーションを目指した第一原理計算コードの開発
    小野倫也
    筑波大学, 筑波大学・DAADパートナーシップ・プログラム, 筑波大学, 2018年04月 - 2019年03月, 研究代表者

  • 計算科学的手法による省電力・低損失デバイス用界面のデザイン
    小野倫也
    科学技術振興機構(JST), JSTさきがけ, 2013年10月 - 2017年03月, 研究代表者
    競争的資金

  • 密度汎関数法理論に基づく非平衡ナノスケール電気伝導ダイナミクス
    渡邉 聡, 渡辺 一之, 相馬 聡文, 小野 倫也, 酒井 明, 多田 朋史, 山本 貴博, 小鍋 哲, 胡 春平, 笹岡 健二, 安藤 康伸, 南谷 英美
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 新学術領域研究(研究領域提案型), 東京大学, 2010年04月01日 - 2015年03月31日
    ナノスケール電気伝導、特にそのダイナミクスのより深い理解に向けて、主に密度汎関数法に基づく計算科学研究に取り組んだ。主な成果は以下の通りである。（１）ナノ構造の交流応答特性を包括的に理解することに成功した。（２）歪グラフェンをチャネルとし、優れた性能を有する電界効果トランジスタや、エッジでのスピン偏極と量子ポンプ効果を用いて新たな純粋スピン流生成素子の提案に成功した。（３）グラフェンやシリセンのナノリボンのレーザー刺激電界電子放射特性を明らかにした。（４）電圧印加を考慮した新しい方法論を開発した。（５）新規なアルゴリズムの導入により、大規模系の電気伝導計算コードの大幅な高速化に成功した。

  • 第一原理計算による高効率量子輸送デバイスのデザイン
    小野倫也
    日本学術振興会, 科学研究費 若手研究(B), 2012年04月 - 2014年03月, 研究代表者
    競争的資金

  • 計算科学手法によるスピントロニクス材料の設計と機能予測
    小野倫也
    科学技術振興機構(JST), 戦略的国際科学技術協力推進事業, 2009年08月 - 2013年03月, 研究代表者
    競争的資金

  • 第一原理量子輸送計算による高機能界面ナノ構造の設計
    小野倫也
    日本学術振興会, 科学研究費 若手研究(B), 若手研究(B), 大阪大学, 2008年04月 - 2011年03月, 研究代表者
    量子力学の第一原理に基づく電子輸送特性計算手法と、この計算手法に基づく計算コードを開発した。この計算コードを駆使して、シリコン系トランジスタの基本構成要素として広く使われている酸化シリコン/シリコン界面における界面欠陥とリーク電流の相関を調べた。特に、欠陥構造の違いによるリーク電流量の差異や界面欠陥構造とリーク電流経路の相関、水素シンターなど界面欠陥処理方法のリーク電流抑制に対する効果を評価し、絶縁特性の劣化に深刻な影響を与える界面欠陥構造を特定した。
    競争的資金

  • 新型多機能ナノチューブデバイスのデザイン
    安食 博志, 赤井 久純, 笠井 秀明, 広瀬 喜久治, 草部 浩一, 森川 良忠, メラニー ダビッド, 後藤 英和, 小野 倫也, 小倉 昌子
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 特定領域研究, 大阪大学, 2007年 - 2011年
    界面に印可するストレスを制御することにより、仕事関数の大きい金電極でもp型とn型のナノチューブFETを作り分けることが可能であることを第一原理シミュレーションで示した。また、グラフェンを用いたスピンフィルター素子をデザインし高いスピン分極輸送特性を示すことを見出した。さらに、レーザー光の振動数と偏光の調節で、共鳴輻射力によりナノチューブのサイズと配向を選別することが可能であることを理論的に示した。

  • 第一原理計算による分子スケールデバイスの設計
    小野倫也
    日本学術振興会, 科学研究費 若手研究(B), 若手研究(B), 大阪大学, 2005年04月 - 2008年03月, 研究代表者
    本研究の目的は、申請者が独自に開発した実空間差分法に基づくナノ構造体の第一原理量子輸送特性計算プログラムを用いて、分子やナノチューブ、フラーレン鎖などの電子輸送特性、たとえば電気伝導のコンダクタンスやナノ構造中でのホッピング・トンネル電流経路を理論的に予測し、ナノ構造の持つ新機能の探索や革新的な機能を発現するナノ物質・構造の設計を行うことである。 今年度は、これまでの電子輸送特性だけでなくスピン輸送特性も扱えるように、全電子計算手法の一つであるProjector Aうgmented Wave(PAW)擬ポテンシャルを独自に開発したプログラムに組み込んだ。この研究は、ドイツ連邦共和国・ユーリッヒ研究所のS.Bluegel教授のグループと共同で行った。元来、擬ポテンシャルの作成と第一原理計算プログラムへの組み込みは独立した作業として実行することが可能であるため、擬ポテンシャルの作成をBluegel教授のグループが行い、第一原理電子状態計算プログラムへの組み込みを申請者が行った。そして、鉄やニッケル結晶などスピン分極している系の格子定数や弾性定数を計算し、PAW擬ポテンシャルが実空間差分法に基づく第一原理計算プログラムのフレームワークの中で問題なく機能することを確認した。そしてPAW擬ポテンシャルを組み込んだ第一原理電子状態計算プログラムのアルゴリズムの最適化を行い、並列計算機で4096CPUを用いた超並列計算が可能であることを確認した。以上により、独自に開発したプログラムへのPAW擬ポテンシャルの組み込みは、完成したと考える。
    競争的資金

  • ナノ構造の電子輸送機能デザイン手法の開発・応用
    広瀬 喜久治, 後藤 英和, 小野 倫也, 稲垣 耕司, 江上 喜幸
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 特定領域研究, 大阪大学, 2005年 - 2008年
    本研究課題では、ナノメータースケールの微小構造体の構造や機能を原子・電子レベルで予測・解明することができる量子力学に基づいた計算手法とそれに基づいたシミュレーションプログラムを開発した。このようなスケールの構造体はマクロな構造体とは全く異なった性質を示すため、量子力学に基づいた解析が必須である。開発したプログラムを用いて原子や分子が一列に並んだ鎖の電気伝導特性や半導体デバイス用絶縁膜の絶縁特性などを解明する研究を行った。

  • 第一原理計算によるナノスケール構造の機能予測
    (財)大阪大学後援会, 教育研究助成金, 大阪大学, 2005年04月 - 2006年03月, 研究代表者

  • 第一原理分子動力学計算による原子・分子細線の機能予測
    小野倫也
    日本学術振興会, 科学研究費 若手研究(B), 若手研究(B), 大阪大学, 2002年04月 - 2005年03月, 研究代表者
    近年,ナノ構造体の電気伝導特性を解明すべく,実験,理論計算の両分野で数多くの研究が盛んに行われている.本研究では、申請者が独自に開発した第一原理分子動力学シミュレーションプログラムを用いて、ナノ構造体の電子輸送特性を理論的に予測することを目的としている.今年度は,前年度までに開発・改良を重ねてきた実空間差分法による第一原理分子動力学計算を用いたナノ構造体の電気伝導特性計算プログラム用いて、様々なナノ構造体の電気伝導特性を調べた.計算対象には,半無限に続く電極間に挟まれた極薄のシリコン酸化膜を計算モデルに用いた.このような薄膜は,半導体デバイスの微細化のために非常に重要である.計算の結果,次のような知見が得られた.(1)局所電子密度分布から、フェルミ準位を介しての電子の伝導がないことが分かり,リーク電流はトンネルによるものである.(2)計算によって得られたリーク電流の値は,実験結果から予測されるものと矛盾しない.(3)薄膜にひずみを与えると,ひずみによってリーク電流の量が変化する.さらに,走査型トンネル顕微鏡(Scanning Tunneling Microscopy ; STM)の試料-探針からなる系をモデルに用いて,試料-探針間を流れるトンネル電流の解析を行った.その結果,次のことが確認された.(1)計算によって得られたトンネル電流の値は,実験結果から予測されるものと矛盾しない.(2)計算によって得られたSTM像は、実験により得られたものとよく一致する. 以上の結果より,これまで開発してきた第一原理計算プログラムが,ナノ構造体の電気伝導特性を予測するための有用なツールであることが確認された.
    競争的資金

  • 第一原理に基づくナノストラクチャーの電気伝導予測シミュレーションプログラムの開発
    広瀬 喜久治, 後藤 英和, 稲垣 耕司, 小野 倫也
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(C), 大阪大学, 2004年 - 2005年
    本研究では、申請者らが独自に考案した第一原理によるナノ構造体の電気伝導計算手法に基づくシミュレーションプログラムを開発するとともに、これを用いて電極間に構築されたナノ構造の電気伝導特性を理論的に予測することを目的としている。 平成16度は、これまで開発を進めてきた第一原理電子状態計算プログラムに、計算量をモデルサイズに比例させることができるオーダーNアルゴリズムの組み込みと、空間に局在したWannier関数を用いて半無限に続く結晶電極に挟まれたナノストラクチャーの電子状態を計算する手法の開発を行った。そして、アルミニウムワイヤーの電気伝導特性を計算することにより、本計算手法の有用性を確認した。また、アルゴリズムを並列計算機に対応したものに書き換え、計算速度を従来よりも最大で20倍程度高速化することに成功した。そして、金原子でできたヘリカルナノワイヤーの電気伝導特性を計算し、コンダクタンスについては、実験結果によく一致する結果が得た。さらに、ナノワイヤーを流れる電流により、内部に磁場が誘導される現象を発見し、ヘリカルワイヤーがナノソレノイドとして利用できる可能性を示した。 平成17度は、前年度開発したWannier関数を用いた電子状態計算プログラムに高精度なノルム保存型擬ポテンシャルを組み込み、高精度化を図った。そして、半無限に続くシリコン基板に挟まれたシリコン/酸化シリコン界面の電子状態計算を行い、界面欠陥の帯電状態を調べた。その結果、ゲート電圧印加により界面付近にたまった電荷の電子状態は、界面欠陥や界面近傍の酸化膜内の欠陥の影響を大きく受けることが分かった。さらに、この界面構造に電極から電子を入射し、酸化シリコン薄膜を流れるリーク電流の経路を調べた。その結果、入射電子は欠陥の部分から酸化シリコン膜に入り込むため、その部分だけ局所的に酸化膜の有効膜厚が薄くなることが分かった。

  • 実空間差分法による超純水電気化学加工の第一原理分子動力学計算
    小野倫也
    文部科学省, 科学研究費補助金 特別研究員奨励費, 特別研究員奨励費, 大阪大学, 2000年04月 - 2001年03月, 研究代表者
    競争的資金

研究シーズ

■ 研究シーズ
  • スパコンを駆使した次世代マテリアルデバイスデザイン
    シーズカテゴリ：ナノテク・材料, エネルギー, ものづくり技術（機械・電気電子・化学工業）
    研究キーワード：次世代ナノデバイス, マテリアルデバイス, 第一原理計算
    研究内容：これまでにない新しいナノデバイスを開発するには、電子の振舞いを理解し制御することが必要です。私の研究グループでは、富岳に代表される高性能スパコンで高速に実行できる、量子力学に基づく独自のシミュレーションプログラムRSPACEを開発しています。また、開発したRSPACEを高性能スパコンで実行することにより、既存のデバイスの機能を飛躍的に向上させたり、新奇な機能を発現したりするデバイス構造をデザインする研究を推進しています。
TOP