ボンドオーダーポテンシャルによる状態図作成汎用コードの開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555161
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 西谷 滋人 京都大学, 工学研究科, 助教授 (50192688)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松宮 徹 新日本製鐡(株), 先端技術研究所, 部長 ; 青木 正人 岐阜大学, 工学部, 助教授 (70192854)
• Keywords: ボンドオーダーポテンシャル / 状態図 / 有限温度 / モンテカルロ法 / 自由エネルギー / Einstein結晶モデル / タイトバインディング / フルポテンシャルLMTO法

Research Abstract

本年度は有限温度の効果を取り入れる計算手法の確立とコードの開発,ならびに計算経験の蓄積をおこなった.本研究の最終目的が状態図作成のための汎用コードの開発であるため,おもに計算手法の確立に重きを置いて開発を進めている.
現在までに終了したコードの開発は,
1.ボンドオーダーポテンシャルの並列高速化
2.モンテカルロ法による固体の自由エネルギーの高精度計算
である.モンテカルロ法による固体の自由エネルギーの高精度計算ではEinstein結晶からの摂動により高精度に自由エネルギーを計算する手法のコーディングと計算手順の確立が終了した.現在,多元系の状態図作成に不可欠なグランドカノニカル集団でのモンテカルロ法のコーディングを急いでいる.
一方,もう一つの柱となるタイトバインディング・パラメータの抽出では二種類の第一原理フルポテンシャルLMTO法を導入して評価を行った.マフィンティン球間領域を平面波で補完するSavrasovの方法が計算時間は数倍かかるものの,より優れた数値の収束性が得られることが判った.ただ,このポテンシャル計算からタイトバインディング・パラメータを抽出するには,ad hocなフィッティングに頼っており,この操作を自動化する手法の理論的な導出が目下の急務である.

Research Products

• [Publications] Shigeto R.Nishitani: "Grain boundary energies of Al simulated by environment-dependent embedded atom method"Materials Science and Engineering A. (in press). (2001)
• [Publications] I.Tanaka: "Intergranular glassy film in Si_3N_4-SiO_2 ceramics-Morphology, chemistry, atomic structure and energetics"Ceramic Transactions. (in press). (2001)
• [Publications] F.Oba: "Electronic structure calculation of symmetric tilt boundaries in ZnO"Ceramic Transactions. (in press). (2001)
• [Publications] F.Oba: "Ab initio study of symmetric tilt boundaries in ZnO"Phys.Rev.B. 63. 045410 (2001)
• [Publications] S.R.Nishitani: "Geometry and electronic structure of [0001]/(1230) Σ7 symmetric tilt boundary in ZnO"Philosophical Magazine A. 80. 1567-1581 (2000)
• [Publications] F.Oba: "Surface Relaxation of Aluminum Simulated by Transferable Tight Binding Model"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. 578. 267-272 (2000)