2014 Fiscal Year Annual Research Report
第一原理分子動力学法による構造サンプリングと非平衡ダイナミクス
| Project Area | Materials Design through Computics: Complex Correlation and Non-equilibrium Dynamics |
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| Project/Area Number |
22104006
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
常行 真司 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90197749)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大谷 実 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 研究員 (50334040)
吉本 芳英 東京大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (80332584)
山内 淳 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (90383984)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 第一原理分子動力学法 / 熱伝導 / 非平衡ダイナミクス / 原子間力モデル / モデリング / 電極反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究グループでは，材料およびナノ構造体の熱伝導度，熱膨張率，熱破壊の前駆現象，固液相変化とナノスケールでの相関や揺らぎ，分子固体中や分子/電極界面での電子移動による再配置エネルギーと電子移動度など，原子間相互作用の非調和性が本質的に重要となる大きな原子変位を伴う非平衡物理現象の予測とダイナミクスの解明を目指している。これらの物理量を意味のある統計量として計算し，物理現象を正しく理解・予測するためには，これまでにない大規模かつ長時間のシミュレーションと統計的なサンプリングが必要である。そのために平面波基底関数を用いた第一原理計算コードの整備と、構造とダイナミクス研究に必要な第一原理に基づくモデリング手法の開発を行ってきた。
今年度は，昨年度一般公開した平面波基底第一原理計算コードxTAPPの整備をすすめ，最局在ワニエ関数の計算，ファンデルワールス力に対応するためのDFT-D法の導入，格子力学計算の公開コードphonopyへの接続を行った。熱伝導に関しては，非調和格子振動の第一原理計算に基づくモデリングを行うプログラムパッケージALAMODEの整備を進め，今年度一般公開を行った。またクラスレート化合物Ba8Ga16Ge30 (通称BGG)の熱伝導率が，かご内イオンのラットリング振動によるフォノン散乱によることを明らかにした。電場下のダイナミクスシミュレーションについては，電極表面での電気化学反応の活性障壁を，電圧一定条件で計算するための手法を確立した。また半導体中不純物のコアレベルシフト計算の応用を進めた。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
本科研費で開発，公開した，第一原理に基づく熱伝導率計算のパッケージソフト"ALAMODE"の公開サイト
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