ナノ構造体のマルチスケール・モデリングとシミュレーション
| Project/Area Number |
12F02058
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Research Field |
Materials/Mechanics of materials
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
北村 隆行 京都大学, 工学研究科, 教授
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
WANG Jie 京都大学, 工学研究科, 外国人特別研究員
WANG Jie 京都大学, 工学研究科, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2012 – 2013
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2013)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | マルチスケール / ナノ構造 / 強誘電体 / フェーズフィールド / 強磁性体 / 第一原理解析 / Phase Field |
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| Research Abstract |
セラミックス材料の強誘電特性は、遠距離力と短距離力のバランスに起因して発生する結晶格子内の内部変位によって生じる。このため、強誘電特性への構造体形状による影響を厳密に把握するためには、量子力学に基づく精度の高い解析が不可欠である。一方、これらのシミュレーションでは解析できる原子数に制約があり、工学的に重要となるモデルの多くについては解析が不可能である。とくに、ドメインや表面の効果については大域的な評価が重要である。本研究では、大領域の解析が可能であるフェーズフィールド等の連続体解析手法と精密な解析が可能である第一原理・古典分子動力学法を組み合わせて強誘電材料に対するマルチスケール解析法を研究することが目的である。
多結晶材料における配向性の研究や、構造体形状・寸法および変形・電場の影響などの一連の予定されたテーマについて研究を進めてゆく中で、第一原理とうまく組み合わせることによって強磁性材料にっいても同様の解析が可能であることを認識した。そこで、当初の予定を拡大してナノ構造体のマルチフィジックス・モデリングとシミュレーションまで踏み込んである。また、強誘電材料セラミックス・ナノ構造体の特定の構造位置に空孔が配置されると、バルク材料では発現しない強磁性が現れることなどを明らかにした。このようなマルチフェロイック特性にまで、モデリングとシミュレーションの対象を拡大して研究を進めているおり、現在、複数の論文を投稿・執筆中である。このテー々の大きな発展を見込める結果を得ている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
Wang研究員の所属する中国の大学との共同研究が本格化し、2013年中に一流国際研究誌に6報の共同執筆の論文が掲載された。現在、5報の論文を投稿中であり、さらなる共同研究を推進中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
共同研究の拡大を検討中であり、Wang研究員の帰国後も行う予定である。将来に向けて、博士課程学生を中心としたWang研究員が率いる研究室と共同研究体制を検討中である。
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Report
(2 results)
Research Products
(13 results)
