1999 Fiscal Year Annual Research Report
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09650074
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| Research Institution | HOKKAIDO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
小林 亮 北海道大学, 電子科学研究所, 助教授 (60153657)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柳田 達雄 北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (80242262)
西浦 廉政 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (00131277)
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| Keywords | recrystallization / grain boundarg migration / grain rotation / step dynamics / screw dislocation / spiral step / bunching / phase field model |
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| Research Abstract |
1.再結晶過程のモデリングとシミュレーション:
前年度に導出した再結晶過程のモデルを用いて、軸対称系のシミュレーションを行い、グレインバウンダリの運動速度が曲率に比例していることを確認した。また、このモデルを少し改良して、空間2次元のシミュレーションコードを開発した。このコードによるシミュレーションでは、時間とともにグレインの数が減少していくが、それが(1)グレインバウンダリの移動によって起こる場合と(2)グレイン自身の回転によって起こる場合の二通りのケースが再現された。このモデルに関する次の課題は、3次元の場合に拡張すること、グレインバウンダリエネルギーの異方性を導入すること、微視的な描像との関係付け、凝固過程から再結晶過程までの一貫したモデルの構築などである。
2.ステップダイナミクスのモデリングとシミュレーション:
らせん転位や2次元核生成による沿面成長を記述するフェーズフィールド型のモデルを提出した。このモデルの特徴は、任意のバーガースベクトルを持つ複数個のらせん転位によって生じるステップ運動を記述できるという点にある。このモデルを用いれば自然な形でスパイラルステップが表現でき、ステップ同士の衝突も簡単に再現できる。また、マルチアームのスパイラル、インターレーストスパイラル等のさまざまなパターンをシミュレートすることができる。さらに、このモデルに不純物の効果を導入することによって、ステップのバンチングやマルチレイヤーのスパイラル等、現実に結晶表面で観察されるさまざまなパターンを再現することが可能である。
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[Publications] R.Kobayashi: "Equations with Singular Diffusivity"J.Stat.Phys.. 95. 1187-1220 (1999)
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[Publications] J.A.Warren: "A Phase Field Model of the Impingement of Solidifying Particle"Physica A. 261. 159-166 (1998)
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[Publications] R.Kobayashi: "A simple Continuum Model of Grain Boundaries"Physica D. (to appear).
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[Publications] M.-H.Giga: "Very Singular Diffusion Equations"Proceedings of Taniguchi Symposium, Nara 1998, ed. T. Sunada. (to appear).
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[Publications] Y.Nishiura: "A Skeleton Structure of Self-replicating Dynamics"Physica D. 130. 73-104 (1999)
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[Publications] T.Yanagita: "A Three-Dimensional Cellular Automaton Model of Segregation of Granular Materials in a Rotating Cylinder"Rhys.Rev.Lett. 82. 3488-3491 (1999)
