2014 Fiscal Year Annual Research Report
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23540439
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
巾崎 潤子 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 助教 (10133331)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2015-03-31
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| Keywords | 分子動力学 / ガラス転移 / ソフトコアモデル / 相図 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
分子動力学シミュレーションを用いて、ソフトコア系のガラス転移について研究を行った。従来、一成分のソフトコア系は結晶化しやすいために分子動力学シミュレーションを用いたガラス転移の研究には適さないと考えられ、ニ成分が使われることが多かった。しかし、十分大きな系を用いると、準安定構造（相図上のガラス分枝）が得られることを確かめた。この構造ではbccとfccの部分構造がほぼ一対一にナノレベルで混合しており、明らかに混晶とは異なっている。一成分のソフトコア系には、動的スケーリング則が厳密に成立することや、圧縮率因子を有効密度に対してプロットした相図に沿って物性を調べられるなどの特徴があるので、異原子の混合効果の影響を受けずにガラス転移を研究することができる有用なモデルとなることが分かった。さらに、系の比熱やエントロピーなどの物性を解析的な式で表すことができた。これらの挙動から、この準安定状態は構造的にも、熱力学的にもガラス状態とみなせることが明らかになった。エネルギー一定（NVE）条件においてはこの準安定状態に至る非平衡緩和過程をも式で表すことができるが、最終年度ではこれをＡｎｄｅｒｓｅｎ法による圧力一定の場合についても検討し、解析的な式を求めることができた。この結果は、圧力一定で行われることの多い、実験との比較を行う上で重要な結果である。さらに圧力を一定にするのに用いるピストンの重量を変えた場合のゆらぎなどに与える影響についても検討した。この条件下でＭＤシミュレーションにより得られた結果を相図上にマッピングすることで、ガラス転移についての理解を深めた。
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