2013 Fiscal Year Annual Research Report
超高速化量子分子動力学法による希土類元素含有材料理論設計のための基盤研究
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24360300
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
畠山 望 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (50312666)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮本 明 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (50093076)
三浦 隆治 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 助教 (00570897)
鈴木 愛 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 助教 (40463781)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | シミュレーション工学 / 構造・機能材料 / 原子・分子物理学 |
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| Research Abstract |
わが国の各基盤産業に欠かせない希土類元素の本質的役割を電子・原子レベルで理論的に解明し，希土類元素に可能な限り頼らない，あるいはより有効に活用する新たなモノづくり技術を発展させるために，これまで独自に開発してきた従来の第一原理的手法より１０００万倍高速な超高速化量子分子動力学法シミュレータについて，希土類元素の電子状態計算収束性を向上させ高精度化するとともに，希土類含有材料の化学反応ダイナミクス解明を行う．これにより，世界初の希土類元素含有材料の理論設計を指向した超高速大規模量子ダイナミクスシミュレーション技術を構築することを目的としている．
超高速化量子分子動力学法の電子状態計算部分においては，ハミルトニアンにパラメータを用い，計算の省力化をすることで高速化を実現している．パラメータは，Ｓｌａｔｅｒ型原子軌道関数の空間的広がりを表すゼータ指数と軌道エネルギー準位である．第一原理計算プログラムを使用した希土類元素含有材料の電子状態計算も並行して進めながら，この第一原理計算により得られた計算対象物質の電子状態，結合エネルギーなどを再現するように，パラメータを決定してきた．平成２５年度は，この決定方法における基本的な考え方は踏襲ながら，第一原理計算では収束が困難な希土類元素であるＮｄおよびＰｒの含有物質について，実験による熱力学データも参照することによって高精度なパラメータを決定することに成功した．
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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
年度当初に計画していた達成項目を全て実施できたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
希土類元素としてＣｅの含有材料を取り上げ，高精度化・高速化した超高速化量子分子動力学法による解析を行っていく．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度使用額は，研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額である．
平成２６年度請求額とあわせ，負荷の大きくなることが予想される化学反応ダイナミクス計算を中心とした平成２６年度の研究遂行に使用する予定である．
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[Presentation] Multiscale Multiphysics Computational Chemistry Simulation Applied to Ski Wax Tribology2013
Author(s)
Akira Miyamoto, Kayako Araki, Hiromi Kubota, Mai Miura, Kotaro Okushi, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Nozomu Hatakeyama, Akihiro Isomura, Yusuke Yaegashi, Junichi Sato, Keiichiro Fujita
Organizer
International Congress on Science and Skiing (ICSS 2013)
Place of Presentation
St. Christoph, Austria
Year and Date
20131214-20131219
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[Presentation] Experiment-Integrated Computational Chemistry Simulation of Ski Wax Penetrated into Running Surface2013
Author(s)
Nozomu Hatakeyama, Kayako Araki, Hiromi Kubota, Mai Miura, Kotaro Okushi, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Akihiro Isomura, Akira Miyamoto, Yusuke Yaegashi, Junichi Sato, Keiichiro Fujita
Organizer
International Congress on Science and Skiing (ICSS 2013)
Place of Presentation
St. Christoph, Austria
Year and Date
20131214-20131219
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[Presentation] Lubrication of Iron Oxide by Adsorbed C18 Fatty Acids in Vacuum: A Quantum Chemistry MD Simulation2013
Author(s)
Sophie Loehle, Clotilde Minfray, Christine Matta, Thierry Le Mogne, Jean Michel Martin, Raphaele Iovine, Yukiko Obara, Kenji Inaba, Ryuji Miura, Nozomu Hatakeyama, Akira Miyamoto
Organizer
The 5th World Tribology Congress (WTC 2013)
Place of Presentation
Trino, Italy
Year and Date
20130908-20130913
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