1995 Fiscal Year Annual Research Report
第一原理計算を基礎とする原子間ポテンシャル評価システムと論理データベースの構築
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07555031
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
北川 浩 大阪大学, 工学部, 教授 (30029095)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾方 成信 大阪大学, 工学部, 助手 (20273584)
中谷 彰宏 大阪大学, 工学部, 講師 (50252606)
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| Keywords | 第一原理分子動力学計算 / 擬ポテンシャル法 / 分子軌道計算 / 原子間ポテンシャル / 有効媒質理論 / 埋込み原子理論 / AlN |
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| Research Abstract |
量子力学理論に基づいて,非経験的に獲得される原子間相互作用の計算値を,一つの確実な知識であると考えて,原子間ポテンシャルを評価するデータベースの枠組みを構築するための基礎的検討を行って,つぎの成果を得た.
(1)スーパーコンピュータ(SX-3)と導入した計算サーバ(IBM RS6000)上で稼働する,第一原理計算プログラムの高速化を進め,前者で2.5GFlops,後者で0.13GFlopsを達成した.なお、計算手法は,Car-Parrinello法を主体として,共役勾配法,擬ポテンシャルを踏まえ,Noseの方法による温度制御を行っている.さらに平面波展開の項数を減らして計算を高速化,効率化するために,原子の種類に応じてソフト系擬ポテンシャルを選択導入するデータベース構築のための基礎的事項の検討も終えた.
(2)開発を進めている第一原理計算を用いて,SiC,Al,AlN,Siの各物性値(格子定数,体積弾性率,フォノン振動特性等)の評価を行い,適切な値が獲得できることを実証した.
(3)AlのΣ=5粒界の安定構造とエネルギの第一原理評価を行うと共に,埋込み原子モデル(EAM)と有効媒質モデル(EMM)により獲得される値と比較し,EMMは妥当な値を与えるが,EAMは界面構造の評価には必ずしも適さないという結果を得た.
(4)AlNクラスターに対してLCAO分子軌道計算(LCAO-MO)を当てはめ,3体型のポテンシャル関数を決定し,それをベースにして熱伝導特性の評価を行った.その結果より,AlNセラミックスの熱伝導率に対する格子欠陥依存性,不純物依存性について検討を加えた.
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[Publications] Kitagawa,H,他2名: "Ab-initio Estimation of Thermal Properties of AlN Ceramics" Modelling Simul.Mater.Sci.Eng.3. 521-531 (1995)
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[Publications] 北川浩,他4名: "Al粒界の第一原理分子動力学法による解析" 日本機械学会講演論文集. 95-10. 148-149 (1995)
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[Publications] 尾方成信,他4名: "Al粒界の第一原理分子動力学計算" 第1回分子動力学シンポジウム講演論文集. 39-44 (1995)
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[Publications] Ogata,S.Kitagawa,H.: "Ab-initio Characterization of AlN/Al Interface" CMSMD'96 procedings. (in press). (1996)
