1992 Fiscal Year Annual Research Report
液体の凝固と表面融解に関する理論的および計算機実験による研究
| Project/Area Number |
04640359
|
|---|
| Research Institution | Iwate University |
|---|
Principal Investigator |
長谷川 正之 岩手大学, 工学部, 教授 (00052845)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲岡 毅 岩手大学, 工学部, 助教授 (40184709)
|
|---|
| Keywords | 固相・液相転移 / 密度汎関数理論 / 一成分古典プラズマ / 非一様系 / 表面融解 |
|---|
| Research Abstract |
固相・液相転移を微視的な観点から理解しようとする試みのひとつとして,近年いわゆる凝固(固化)の密度汎関数理論(Density Functional Theory of Freezing)がいくつか提案され,短距離相互作用系に対してはかなりの成功を収めている.本研究ではまず,これらの理論はいずれも長距離相互作用系の極限である一成分古典プラズマ(OCP)に対しては破綻することを示し,その原因の解析を行なった.その結果,従来の理論では固体のように密度が一様でない体系(非一様系)における粒子間相関の扱いに問題があることが明らかになった.この解析結果に基づいて,従来の理論の難点を克服する新しい理論の定式化とその応用を試みている.この理論形式では,自由エネルギーに対する短距離相互作用部分と長距離相互作用部分の寄与が分離されて扱われ,それぞれの部分が液体の不安定化(固化)で果たす役割がが議論できる.この理論をOCPに適用して予備的な計算を行なった結果,つぎのことが明らかになった.(1)一様な液体に比べて,非一様系では短距離相関と長距離相関はいずれも弱くなるが,その度合いは同じではない.実際,長距離相関の弱くなる度合いがはるかに大きく,固体ではほぼ平均場近似が成り立つ.従来の理論が破綻する原因はこのことによって一層明白に説明できる.(2)液体OCPのbcc固体への転移は相互作用の短距離部分だけでほぼ説明できる.現在,これらの計算を続行中であり,OCP以外にも応用する準備を進めている.
上記の研究に加え,表面融解の問題に進む前の予備的な研究として,液体表面の構造と物性,半導体微粒子における電子状態の研究も行なった.
|
-
[Publications] M.Hasegawa: "Freezing of the classical one-component plasma:analyses of the non-perturbative density-functional theories" Journal of Physics:Condensed Matter. 4. 5493-5508 (1992)
-
[Publications] M.Hasegawa: "Structure and thermodynamics of liquid surfaces" Proceeding of the Workshop on Materials Science and Development.
-
[Publications] T.Inaoka: "Characteristics of the carrier ground state of small semiconductor particles" Journal of Physics:Condensed Matter. 4. L601-L606 (1992)
-
[Publications] T.Inaoka: "Multipole excitations of an electron gas constrained to a spherical surface" Surface Science. 273. 191-204 (1992)
