MATSUNAGA, Yasushi

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Affiliation

Affiliated organization, Research Innovation Center

Job title

Professor

Homepage URL

http://researchers.waseda.jp/profile/ja.d8344eaf5e6977b9e1eb91856cda3067.html

Concurrent Post 【 display / non-display

  • Faculty of Law   School of Law

  • Faculty of Science and Engineering   Graduate School of Advanced Science and Engineering

Education 【 display / non-display

  • 1997.03
    -
     

    Waseda University   Graduate School of Science and Engineering  

  •  
    -
    1995

    Waseda University   Graduate School, Division of Science and Engineering   Pure and applied physics  

  •  
    -
    1988

    Waseda university   Faculty of Science and Engineering   Applied physics  

Degree 【 display / non-display

  • Waseda University, Japan   PhD

Research Experience 【 display / non-display

  • 2021.01
    -
    Now

    Waseda University

  • 2019.06
    -
    2020.12

    Waseda University

  • 2013.04
    -
    2019.05

    Waseda University   Center for Research Strategy

  • 2009.04
    -
    2012.03

    Waseda University   Center for Research Strategy

  • 2008.04
    -
    2009.03

    Waseda University   Institute for Nanoscience and Nanotechnology

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Professional Memberships 【 display / non-display

  •  
     
     

    日本物理学会

 

Research Areas 【 display / non-display

  • Nanostructural physics

  • Fundamental plasma

Research Interests 【 display / non-display

  • プラズマ理工学

Papers 【 display / non-display

  • A Landau mode in current-carrying carbon nanotube and effects on electrical breakdown

    Y. Matsunaga, T. Hatori, T. Kato

    J. Appl. Phys.   103   104301  2008.04

  • Evaluation of optimum sheath electric field and minimum catalyst interval for selective production of metallic carbon nanotubes

    Y Matsunaga, T Hatori, T Kato

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS   45 ( 3A ) 1877 - 1879  2006.03

     View Summary

    We estimate the optimum electric field at the sheath edge and the minimum interval among nanotubes to promote the growth of armchair-type nanotubes (metallic character) as a function of the nanotube length. On the basis of the electric charge distribution in a nanotube and the optimum electric field E-1(*) at the tip of a nanotube evaluated using the Huckel-Poisson method, we calculate the structure of the electric field lines outside a nanotube in the sheath region. As the nanotube length increases, E-1(*) decreases. To maintain the chemical activity at the tip, the sheath electric field must be decreased. We show the decreasing rate of the sheath electric field with respect to the nanotube length.

  • Evaluation of optimum sheath electric field for selective production of metallic carbon nanotubes

    Yasushi Matsunaga, Tadatsugu Hatori, Tomokazu Kato

    THIRD 21COE SYMPOSIUM: ASTROPHYSICS AS INTERDISCIPLINARY SCIENCE   31   187 - +  2006

     View Summary

    We estimate the optimum electric field at the sheath edge and the minimum interval among the nanotubes to promote the growth of armchair-type nanotubes (metallic character) as a function of the tube length. On the basis of the electric charge distribution in a nanotube and the optimum electric filed E*(1) at the tip of a nanotube evaluated using the Huckel-Poisson method, we calculate the structure of the electric field lines outside a nanotube in the sheath region. As the tube length increases, the E*(1) decreases. To maintain the chemical activity at the tip, the sheath electric field must be decreased. We show the decreasing rate of the sheath field to the tube length.

    DOI

  • Selective production of metallic carbon nanotubes

    Y. Matsunaga, T. Hatori, T. Kato

    Proc. ICPP2004, ccsd-0000198     1 - 9  2004.10

  • Selective production of armchair-type carbon nanotubes

    Y Matsunaga, T Kato, T Hatori

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   95 ( 12 ) 8149 - 8154  2004.06

     View Summary

    The controllability and promotion of the production of metallic nanotubes by imposing an external electric field are examined based on a numerical simulation. The electronic states of the pi electrons are described by the Huckel method and their electric interactions are self-consistently taken into account through the Poisson equation. The frontier electron density at both ends of the nanotubes with open ends is evaluated. For armchair tubes, the frontier electron density at both ends becomes a maximum near the electric field of 1 V/nm. The ratio of the frontier density of the armchair tubes to zigzag tubes is 3:1 near this electric field. The frontier density for zigzag tubes shows a maximum in the absence of an external electric field, while, by imposing an electric field, the frontier density decreases. The optimal intensity of a direct current electric field to efficiently make metallic nanotubes is determined. (C) 2004 American Institute of Physics.

    DOI

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Books and Other Publications 【 display / non-display

  • 電磁気学II

    松永康, 徳永旻

    森北出版株式会社  2011.07 ISBN: 9784627158610

  • 電磁気学I

    牧野哲, 松永康, 徳永旻

    森北出版株式会社  2010.03 ISBN: 9784627158511

  • Physics of Self-Organization Systems

    edited by Shin'ichi Ishiwata, Yasushi Matsunaga

    World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd.  2008.03 ISBN: 9789812793362

Industrial Property Rights 【 display / non-display

  • AC型プラグマディスプレイパネル

    松永 康, 羽鳥 尹承, 加藤 鞆一, 橋口 征四郎

    Patent

Awards 【 display / non-display

  • 日本学術振興会 科学研究費・第1段審査「模範となる審査意見を付していただいた審査委員」表彰

    2010.10  

Research Projects 【 display / non-display

  • A theoretical study and simulation on current-limit of carbon nanotubes

    Project Year :

    2005
    -
    2006
     

     View Summary

    At the first half, we estimated the optimum electric field at the sheath edge and the minimum interval among nanotubes to promote the growth of armchair-type nanotubes(metallic character) as a function of the nanotube length. On the basis of the electric charge distribution in a nanotube and the optimum electric field at the tip of a nanotube evaluated using the Huckel-Poisson method, we calculated the structure of the electric field lines outside a nanotube in the sheath region. To maintain the chemical activity at the tip, the sheath electric field must be decreased. We showed the decreasing rate of the sheath electric field with respect to the nanotube length.
    On the basis of the Landau quantization, the bound state is discussed, which includes the finite length effect, induced-magnetic field, and electric field in a current-carrying nanotube. Using a slab model and evaluating the matching of the wave function in the radial direction, the authors obtained the conditions of a Landau mode in which the momentum in the axial direction is reversed in the outer side and inner side of the nanotube shell. The mode arises over a threshold electric current and influences more long tubes t

  • A theoretical study and simulation on current-limit of carbon nanotubes

     View Summary

    At the first half, we estimated the optimum electric field at the sheath edge and the minimum interval among nanotubes to promote the growth of armchair-type nanotubes(metallic character) as a function of the nanotube length. On the basis of the electric charge distribution in a nanotube and the optimum electric field at the tip of a nanotube evaluated using the Huckel-Poisson method, we calculated the structure of the electric field lines outside a nanotube in the sheath region. To maintain the chemical activity at the tip, the sheath electric field must be decreased. We showed the decreasing rate of the sheath electric field with respect to the nanotube length.On the basis of the Landau quantization, the bound state is discussed, which includes the finite length effect, induced-magnetic field, and electric field in a current-carrying nanotube. Using a slab model and evaluating the matching of the wave function in the radial direction, the authors obtained the conditions of a Landau mode in which the momentum in the axial direction is reversed in the outer side and inner side of the nanotube shell. The mode arises over a threshold electric current and influences more long tubes th

Presentations 【 display / non-display

  • 早稲田大学の研究力強化の取組

    松永康  [Invited]

    第4回URAシンポジウム/第6回RA研究会  文部科学省「リサーチ・アドミニストレーターを育成・ 確保するシステムの整備」事業採択機関/RA協議会設立準備委員会 (主幹校:北海道大学)

    Presentation date: 2014.09

  • 研究評価先進国イギリスに学ぶ〜研究評価にどう向き合うか〜

    第6回エルゼビア研究戦略セミナー 

    Presentation date: 2013.06

  • 研究力調査・分析

    文部科学省「リサ-チ・アトドミニストレ-タ-を育成・確保するシステムの整備」(研修・教育プログラムの作成)事業 試行的研修会 

    Presentation date: 2013.03

  • リサーチ・アドミニストレーター研修・教育プログラムの策定

    第2回リサーチアドミニストレーターシンポジウム 大学の研究力強化におけるURAの担うべき役割 

    Presentation date: 2013.03

  • リサーチ・アドミニストレーター(URA)導入の動向と早稲田大学の取り組み

    岡山大学URAキックオフシンポジウム〜新たな研究の展開を目指して〜 

    Presentation date: 2012.09

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Specific Research 【 display / non-display

  • プラズマ及びシースを含む系での非線形現象の解明

    1997  

     View Summary

    熱電子陰極を用いたプラズマの電流電圧特性はヒステリシスを描き、低周期倍化現象、カオス的振動現象が観測される。駆動系の振動のモデルとして、弱電離状態での非線形ポテンシャル中のイオンの運動に注目して数値解析を行い、パラメータ励振とポテンシャルの非対称性が原因で、カオス的振動が起こることを説明した。更に、放電特性の解析を行い、エネルギー変化と密度変化を結合させる多重定常状態モデルを提案した。 上述の理論的研究によりプラズマ周辺の物理量を更に詳しく考察する必要性が生じ、より近似を上げるため自己無撞着な計算手法が要求された。そこで、弱電離プラズマに有用な新しいカイネティック・シミュレーション技法であるCS(Convective Scheme)法を、カオス的振動現象に適用し、スキーム自体を検討しつつ、振動現象を再考することにした。以前の研究では一つのイオンの運動に注目して解析を進めたが、CS法を用いることによって系外へ流れ出るイオン電流をカイネティックステージで自己無撞着にシミュレートすることが可能となる。プラズマ中の電子はボルツマン分布とし、イオンの運動をCS法を用いポアッソンの式とカイネティック方程式を連立させ、差分近似法を用い各時間ステップごとに解いた。まず、定常解が下に凸型の電位分布と上に凸型の電位分布に落ちつくことを確認した。これは実験でも観測され、我々の理論でも裏付けされている電位分布である。次に陰極の電位等のパラメータを変化させることにより、下に凸型の電位分布での振動電流を得た。このモードの振動数と波数を議論した結果、イオン音波と系内のイオンの往復運動が関与する低周波が観測されていることがわかった。 このようにCS法によってイオン波の基礎的な振動モードをシミュレートする事に成功した。更にこの低周波振動は散逸を導入すると強調されることがわかったので、現在この線スペクトルの発生機構とモードの結合を集中的に議論している。

  • 放電プラズマの非線形現象の解明

    1996  

     View Summary

     放電プラズマの電流電圧特性は、一定の条件下で遷移現象を示しS型のヒステリシス曲線を描く事が多い。そして特定のパラメータ値では、自励系、駆動系、いずれも電流不安定性に関するカオスが報告されており、更に駆動系では低周期倍化現象が観測されている。 この駆動系の非線形振動のモデルとして、弱電離状態での非線形ポテンシャル中のイオンの運動に注目して数値解析を行い、パラメータ励振とポテンシャルの非対称性が原因で、カオス的振動が起こることを説明した。理論的に導入した静電ポテンシャルは、デバイ遮蔽の影響を残しているためプラズマ内部には陰極からの電位変動が伝わらず、通常の強制振動モデルとは異なる特徴を持つ。また周辺の電位よりプラズマ電位が低い静電ポテンシャルのプロファイルは実験的にも支持される。 次に、遷移を起こす放電特性の解析として、エネルギー変化(温度変化)と密度変化を結合させる多重定常状態モデルを提案した。エネルギー変化としては、ジュール熱、中性粒子との衝突によるエネルギー散逸、電離による散逸、プラズマから周辺への散逸を考慮した。反応方程式は以前から検討している自己触媒型(ロジスティック型)を用いた。電離係数の温度依存性をアレニウス型にすると、多重定常状態が存在すること、その条件は主にジュール熱の生成と周辺へ散逸する係数の比に依存すること等がわかった。このモデルで重要な量は周辺への散逸係数(熱伝導係数)と周辺プラズマの温度であり、現象を熱力学の概念だけでとらえるのではなく、散逸系のエネルギーバランスの問題と解釈すべきことを示している。従って、プラズマ・シース物理に固有の問題の可能性が高い。なお、弱電離プラズマの場合は熱伝導係数が密度に依存するので、モデル適用の制限が必要である。プラズマ・シース系の非線形現象は、核融合プラズマ、プロセスプラズマでも注目されている分野であり、この結果は大変示唆に富んでいる。

 

Syllabus 【 display / non-display

 

Committee Memberships 【 display / non-display

  • 2021.05
    -
    2021.06

    文部科学省  研究インテグリティの確保に係る調査分析業務に関する技術審査

  • 2019.07
    -
    2021.06

    日本学術振興会  特別研究員等審査会専門委員

  • 2021.03
    -
    2021.04

    文部科学省  大学等における産学連携等実施状況に関する調査技術審査委員

  • 2020.10
    -
    2021.01

    金沢大学  文科省令和2年科学技術人材養成等委託事業 「URAの認定制度の実施制度の実施にむけた調査・検証」における 認定試行に係る検証役

  • 2016.12
    -
    2017.03

    日本学術振興会  科学研究費委員会専門委員

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