2019 Fiscal Year Research-status Report
化学反応場における二次元材料を対象とした荷電粒子プロセスシミュレータの開発
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19K05192
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| Research Institution | National Institute of Technology, Toyama College |
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Principal Investigator |
多田 和広 富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (90579731)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平井 義彦 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50285300)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 分子動力学法 / 二次元材料 / ナノプロセス / 計算物理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、これまで開発した電子線照射の分子シミュレーションをイオンビームに拡張し、二次元材料に対して荷電粒子ビームが誘起する多彩で複雑な物理現象の機構解明のための理論解析と、二次元材料を制御性良く加工・改質するためのプロセス条件探索を行い、荷電粒子ビームと二次元材料の相互作用およびその応用技術についての科学的基礎を構築することを目的とする。
本年度は、はじめに、二次元材料の分子内結合および分子間結合、さらには二次元材料を構成する原子と照射イオンとの相互作用すべてを同時に扱うことができる力場とそのパラメータの調査および決定を行った。パラメータの提供にあたっては、米国の力場開発当事者の協力を得た。イオンビーム照射の計算モデルについては、これまでの電子線照射のモデルをイオンに拡張する形で、照射過程にモンテカルロ法を用いた分子動力学計算モデルを用いて、計算プログラムを構築した。続いて、単層グラフェン膜への希ガスイオンビームの照射計算を実行し、グラフェン構造の変形過程について解析を行った。照射エネルギーや照射角度、照射イオン種を変えることで、変形過程に有意な差異がみられることがわかった。結果については、今後さらに計算条件を増やし、実験事実と照らし合わせて、多角的に考察していく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画段階で予定していたシミュレーションモデルの拡張をプログラム上に組み込むことが出来たため。
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| Strategy for Future Research Activity |
構築されたプログラムも用いて、様々な二次元材料のイオンビーム照射効果解析および加工プロセス条件探索を行っていく。随時論文等で発表されている実験結果との比較を行い、モデルの妥当性を検証する。
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| Causes of Carryover |
年度末に予定されていた学会が新型コロナウィルスの影響で開催が中止となり、当初参加・発表を予定していた分の旅費が未使用となった。来年度以降の学会旅費等に使途変更を行う。
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