2014 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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| Outline of Annual Research Achievements |
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．
平成26年度は、前年度までに希土類元素占有電子数拘束アルゴリズムを実装し高精度化・高速化を進めてきたＵＡ－ＱＣＭＤシミュレータを用いて，希土類含有材料の大規模化学反応ダイナミクス解析を行った．具体的には，自動車排ガス浄化の助触媒や，電子デバイス材料のガラス表面研磨・平滑化プロセスにおける化学機械研磨（ＣＭＰ）剤として重要な希土類元素である，Ｃｅの含有材料を取り上げた．近年は一時の原料供給不足の懸念が解消されてむしろ供給過多となっているため，より有効な利用法の開発に向けて，それぞれの用途におけるＣｅの電子・原子レベルの役割を調査することは重要な課題である．
触媒の解析としては，ＣｅＯ２の酸素吸蔵能と耐シンタリング特性を中心として，Ｚｒ等の添加元素の電子レベルにおける影響について計算を行った．ＣＭＰについても，非希土類元素であるＺｒが有望とされており，ＣｅＯ２とＺｒＯ２それぞれ単体からなる砥粒のＳｉＯ２ガラス研磨における有効性について検討を行った．
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Multi-scale Multi-physics Computational Chemistry Simulation of Overbased Detergent Interaction with Brass Synchronizer Surface2014
Author(s)
Akira Miyamoto, Kayako Araki, Hiromi Kubota, Yukiko Obara, Masayuki Miyano, Emi Sato, Kotaro Okushi, Nozomu Hatakeyma, Nina De Britto, Tomoya Higuchi, Keita Ishizaki, Shuichi Kawatari, Monica Ford, Chris Friend, Michael E. Huston, Christopher F. McFadden, James Schwind, Elisa Seddon, and Gary M. Walker
Organizer
自動車技術会2014年秋季大会
Place of Presentation
仙台国際センター（宮城県仙台市）
Year and Date
2014-10-22 – 2014-10-24
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[Presentation] Multiscale, Multiphysics Simulators Based on Ultra-Accerelated Quantum Chemical Molecular Dynamics for Automotive Battery Technologies2014
Author(s)
Akira Miyamoto, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Nozomu Hatakeyama, Yuka Oono, Kenji Kobayashi, Sumio Kozawa, Michio Hori, Mark C. Williams
Organizer
FISITA 2014 World Automotive Congress
Place of Presentation
Maastricht, The Netherlands
Year and Date
2014-06-02 – 2014-06-06
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[Presentation] Ultra-Accelerated Quantum Chemical Molecular Dynamics Simulation of Overbased Detergent Interaction with Brass Synchronizer Surface2014
Author(s)
Akira Miyamoto, Yukiko Obara, Masayuki Miyano, Nozomu Hatakeyma, Nina De Britto, Tomoya Higuchi, Keita Ishizaki, Shuichi Kawatari, Monica A. Ford, Christopher Friend, Michael E. Huston, Chris McFadden, James J. Schwind, Elisa Seddon, and Gary M. Walker
Organizer
STLE 69th Annual Meeting & Exhibition
Place of Presentation
Lake Buena Vista, USA
Year and Date
2014-05-18 – 2014-05-22
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[Presentation] Multiscale, Multiphysics Computational Modeling of Automotive Catalysts Based on Ultra-Accelerated Quantum Chemical Molecular Dynamics Method2014
Author(s)
Akira Miyamoto, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Nozomu Hatakeyama, Osamu Okada, Sumio Kozawa, Mark C. Williams, Kazuhiko Abe, Iwao Tsuizaki, Takeshi Chiyokubo, Kazuhiko Mori, Hayato Komatsu, Nao Wajima, Hiromichi Furukawa, Tetsuya Namba, Junko Uchisawa, Akira Obuchi, Osamu Shinozaki, Eiichi Takahashi, Hirohide Furutani
Organizer
SAE 2014 World Congress & Exhibition
Place of Presentation
Detroit, USA
Year and Date
2014-04-08 – 2014-04-10
