2013 Fiscal Year Annual Research Report
共有結合性を有する不規則凝縮系の原子ダイナミクスへの超高圧環境の影響
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23340106
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
下條 冬樹 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (60253027)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
千葉 文野 慶應義塾大学, 理工学部, 講師 (20424195)
安仁屋 勝 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (30221724)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 液体 / 構造不規則系 / 高圧環境 / 共有結合 / ダイナミクス / 第一原理計算 / 分子動力学法 |
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| Research Abstract |
理論的手法として第一原理分動力学法を用いた計算機シミュレーションを採用し、実験的手法として中性子・X線散乱を用いることにより、平成25年度は以下の通り研究を遂行した。
1) Ge-Te系混合液体中の原子の拡散機構を解明するために、共晶組成である液体Ge15Te85の中性子非弾性散乱実験を行い、Ge原子の個別拡散の温度依存性を測定した。その結果、700 K付近の温度を境に温度依存性に変化があることを見出した。つまり、高温液体と低温液体で活性エネルギーが異なっている。第一原理分子動力学計算を行い、この動的性質の変化は温度上昇に伴う高密度化に起因することを示唆した。今後、拡散の圧力依存性の研究へと展開していく予定である。
2) シリケート系液体の部分構造と拡散機構の圧力依存性の解明のため、液体MgSiO3の第一原理分子動力学計算を0 GPaから200 GPaの圧力範囲で行った。低圧における配位数の不均一性、即ち、架橋酸素と非架橋酸素の存在により動的非対称性が現れることを見出した。Population解析を行い、拡散に伴う化学結合の組み換えを調べ、拡散機構を詳細に調べた。
3) 液体貴金属・ハロゲン混合系の部分構造の特異性と拡散機構の圧力依存性を明らかにするため、液体AgIの第一原理計算を0 GPaから20 GPaの圧力範囲で行った。得られた構造因子はX線散乱実験の結果を良く再現する。動径分布関数、原子間距離、配位数の計算から、5 GPa付近の圧力で部分構造の圧力依存性に定性的な変化が現れることが分かった。また、液体貴金属・ハロゲン混合系では、常圧下において貴金属の拡散がハロゲンに比べて圧倒的に大きく動的非対称性が見られるが、加圧に伴い、拡散係数の差が減少し動的非対称性が失われていくことも見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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