2007 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Nano Materials Science for Atomic Scale Modification |
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| Project/Area Number |
19053005
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田中 功 Kyoto University, 工学研究科, 教授 (70183861)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺嶋 孝仁 京都大学, 低温物質科学研究センター, 教授 (40252506)
大谷 博司 九州工業大学, 工学部, 教授 (70176923)
松永 克志 京都大学, 工学研究科, 准教授 (20334310)
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| Keywords | 機能元素 / 第一原理計算 / 自由エネルギー / 表面・界面 / 状態図 / 統計熱力学 |
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| Research Abstract |
第一原理熱力学計算のための基盤技術の確立を目的として、複合酸化物中の機能元素分布を温度と圧力の関数として導出する技術を開発した。また、表面、界面の第一原理熱力学計算のための技法を構築した。さらに、格子振動効果を取り入れたバルク状態図の第一原理計算法を開発し、ドーパント、表面、界面の熱力学計算の結果を受けて、機能元素の定量化を目指すとともに、共通試料についての計算を進めた。また、理論計算の検証のため、機能元素添加試料の調製および構造評価・熱分析基盤を構築した。具体的には、次の通りである。
1.第一原理格子動力学法とクラスター展開法、モンテカルロ法を組み合わせることにより格子振動と配置のエントロピーの効果を取り入れた第一原理熱力学計算法を開発した。さらに、材料中の機能元素分布を温度と圧力の関数として非経験的に定量化する技術を確立した。
2.表面、界面の第一原理熱力学計算のための基盤技術を構築した。具体的には、大規模な演算を必要とする表面、界面の第一原理格子動力学計算を、精度を落とすことなく高効率化、並列化し、共通試料についての計算を進めた。
3.格子振動の効果を取り入れたバルク状態図の第一原理計算手法を開発し、表面、界面の熱力学計算の結果を受けて、これら格子不整合領域における機能元素の状態図計算技法の開発を行った。
4.機能元素添加試料の調製と高温場構造評価および熱分析のための実験基盤を構築し、A03グループからの技術支援により理論計算結果の検証を行った。
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