1988 Fiscal Year Annual Research Report
原子間力の理解に基づく造岩鉱物の構造と物性の原理と予測
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63302020
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
松井 義人 岡山大学, 地球内部研究センター, 教授 (20033128)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松井 正典 金沢医科大学, 講師 (90125097)
青木 秀夫 東京大学, 理学部, 助教授 (50114351)
寺倉 清之 東京大学, 物性研究所, 助教授 (40028212)
塚田 捷 東京大学, 理学部, 助教授 (90011650)
丸茂 文幸 東京工業大学, 工業材料研究所, 教授 (10013492)
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| Keywords | 鉱物物理学 / 二体ポテンシャル / 分子動力学法 / バンド理論 / シリカ鉱物 / 構造相転移 / 計算物理学 / 計算機実験 |
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| Research Abstract |
本研究は特定研究「地球内部」の計画研究(理論班)の成果をふまえ、これをさらに発展させる任務を持つ。このため補助金交付決定の直後に全体会議を開き、最も重要かつ現実的な研究テーマ、研究方法、組織について討議し、とりあえずSiO_2の多形の計算物理学の進展に全力を傾注することが結論された。
Si-O系の分子動力学計算のための非経験的ポテンシャルについては、特定研究で得られた成果(TNM)をさらに精密化し、高圧化での4配位→6配位転移の様相をも再現できるもの(TEG)が得られた。その結果、最近実験的に発見された石英、クリストバライト、コーサイトにおける「圧力誘起アモルファス化現象」の原子レベルでの精密な追試(分子動力学計算法を用いた計算機実験による)が可能となり、その機構、生成物の同定(準安定の新しいSiO_2多形2種を含む)に成功した。この転移現象については、3巻の「世界初」のビデオテープが作成された。
TNMおよびTEGポテンシャルは、石英の低温形-高温形転移の本質の解明に対しても有効であることが確認された。SiO_2メルトの原子自己拡散率が圧力とともに増大する現象に対しても、計算機実験とその解釈が進められた。現在のところ、従来のマクロな実験結果から導かれた「通説」とは必ずしも整合的でない、新しい解釈が提示されつつあるが、その完結(論文化)は次年度に行なわれる。
超高圧化におけるSiO_2の理論的安定相(Pa3^ー-SiO_2)が実験的には見出だされない事実について、理論グループと実験グループの間でその理由を探索しているが、理論側にも弱点(有限温度の効果の無視)が発見された。そのため、理論計算(絶対0度)再吟味のためのソフトウエア開発が開始された。この問題も次年度に持ち越される。
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[Publications] S.Tsuneyuki.: Phys.Rev.Lett.61. 869-872 (1988)
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[Publications] K.T.Park.: Nature. 336. 670-672 (1988)
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[Publications] 松井義人: 固体物理. 23. 888-899 (1988)
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[Publications] S.Tsuneyuki.: Nature. (1989)
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[Publications] M.Matsui.: J.Chem.Phys.(1989)
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[Publications] 塚田捷: 固体物理. 24. 259-267 (1989)
