2009 Fiscal Year Final Research Report
Dynamical heterogeneity in the ionically conducting glasses from Molecular Dynamics Simulations
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19540396
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Mathematical physics/Fundamental condensed matter physics
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
HABASAKI Junko Tokyo Institute of Technology, 大学院・総合理工学研究科, 助教 (10133331)
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| Project Period (FY) |
2007 – 2009
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| Keywords | ガラス / イオン伝導性 / 動的不均一性 / 分子動力学 / アルカリケイ酸塩 / マルチフラクタル |
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| Research Abstract |
大規模分子動力学(MD)シミュレーションを用いて、イオン伝導性ガラス中のイオンの動的不均一運動をミクロスコピックに解析した。速い運動と遅い運動の階層構造から形成される動的構造が複数のべき指数で構成されるマルチフラクタル性を有することを明らかにした。イオンの運動そのものについても、マルチフラクタル性を有することがわかった。これらの特徴を、f(α)スペクトルなどの普遍的な方法で表現することができた。
この複雑なイオンの運動の時空のフラクタル性を分離して評価し、ガラスのミステリーとして注目されてきた混合アルカリ効果(混合アルカリガラスで見られる非線形な輸送係数の減少)をジャンプ経路のフラクタル次元の変化として定量的に捉え説明することができた。更に、運動ベクトルの時系列の主成分解析によってイオンの協調運動を解析し、これが決定論的な性格の運動であることを明らかにした。これらの挙動の普遍性をイオン液体や一般化した二元系レナードジョーンズ系でも検証した。
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