2000 Fiscal Year Annual Research Report
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10640360
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
長谷川 正之 岩手大学, 工学部, 教授 (00052845)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大野 かおる 横浜国立大学, 工学部, 教授 (40185343)
西館 数芽 岩手大学, 工学部, 講師 (90250638)
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| Keywords | フラーレン / C_<60> / 分子間相互作用 / 状態方程式 / 配向相転移 / 計算機シミュレーション / モンテ・カルロ法 |
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| Research Abstract |
分子間相互作用の及ぶ範囲が(分子の大きさに比べて)相対的に十分短距離になると、気相-液相の臨界温度が三重点の温度よりも低くなり、液相が熱力学的に安定な相として存在しなくなる。分子間相互作用がさらに短距離になると、流体相における気相-液相転移と類似の、同一結晶構造を保ったままの固相-固相転移が起る。本研究では、熱力学的摂動論および計算機シミュレーションの手法を用いて、種々のモデル系の分子間相互作用と相図との関係について系統的な計算を行い、液相が存在しなくなる条件および固相-固相転移が起る条件を調べた。液相が存在しない唯一の分子性単体物質ではないかと期待されているC_<60>の相図に対する詳細な計算も行い、この物質が液相が存在するか否かの境界にあることを明らかにした。しかし、予測される臨界点近傍(〜2000K)におけるC_<60>の安定性には疑問があり、実験的には確認されていない。固相-固相転移は原理的にはコロイドで起ることが期待される。
相転移に対する計算機シミュレーションでは、分子配列を直接観測することによって転移点を決める試みがあるが、有限系に対するそのような結果はバルク物質の相転移点を正しく与えない。本研究では、C_<60>を例にとって、このような計算機シミュレーションの限界を定量的に評価して、C_<60>に対して行われた過去のシミュレーションのいくつかは誤りであることを明らかにした。また、特異なナノスケール分子(クラスター)であるカーボンナノチューブの動力学的安定性について、強束縛分子動力学シュミレーションによる予備的な計算を行った。このような大きな分子の構造と安定性に関する研究も今後の課題である。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] M.Hasegawa: "Can the visual molecular configuration in computer simulations locate solid-fluid phase boundaries? The case of C_<60>"Journal of Chemical Physics. 113・10. 4315-4319 (2000)
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[Publications] 長谷川正之: "高温におけるC_<60>の相図:計算機実験の限界"超微粒子とクラスター懇談会論文集. 4. 149-152 (2000)
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[Publications] 伊藤孝徳: "カーボンナノチューブの圧力制御Tight-Binding Molecular Dynamics"超微粒子とクラスター懇談会論文集. 4. 153-156 (2000)
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[Publications] T.Iwabuchi: "Monte Carlo simulation study for the equation of state and orientational order-disorder transition of C_<60> solid under pressure"International Workshop on Materials Design by Computer Simulation at Atom and Electron Levels. 59-60 (2000)
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[Publications] M.Hasegawa: "Physics and Chemistry of Clusters (分担: Phase Behavior in Systems of Large Molecules)"Springer-Verlag(印刷中). 28 (2001)
