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分子動力学によるイオン伝導性ガラスの動的不均一構造の解析

研究課題

研究課題/領域番号 19540396
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関東京工業大学

研究代表者

巾崎 潤子  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教 (10133331)

研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2009年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2008年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2007年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードガラス / イオン伝導性 / 動的不均一性 / 分子動力学 / アルカリケイ酸塩 / マルチフラクタル / フラクタル次元 / イオン液体 / レビイ分布
研究概要

大規模分子動力学(MD)シミュレーションを用いて、イオン伝導性ガラス中のイオンの動的不均一運動をミクロスコピックに解析した。速い運動と遅い運動の階層構造から形成される動的構造が複数のべき指数で構成されるマルチフラクタル性を有することを明らかにした。イオンの運動そのものについても、マルチフラクタル性を有することがわかった。これらの特徴を、f(α)スペクトルなどの普遍的な方法で表現することができた。
この複雑なイオンの運動の時空のフラクタル性を分離して評価し、ガラスのミステリーとして注目されてきた混合アルカリ効果(混合アルカリガラスで見られる非線形な輸送係数の減少)をジャンプ経路のフラクタル次元の変化として定量的に捉え説明することができた。更に、運動ベクトルの時系列の主成分解析によってイオンの協調運動を解析し、これが決定論的な性格の運動であることを明らかにした。これらの挙動の普遍性をイオン液体や一般化した二元系レナードジョーンズ系でも検証した。

報告書

(4件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 19件) 学会発表 (27件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Molecular Dynamics Study of Thermodynamic Scaling of the Glass-Transition Dynamics in Ionic Liquids over Wide Temperature and Pressure Ranges2010

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki, R. Casalini, K.L. Ngai
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B 114

      ページ: 3902-3902

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Dynamics Study of Thermodynamic Scaling of the Glass-Transition Dynamics in Ionic Liquids over Wide Temperature and Pressure Ranges2010

    • 著者名/発表者名
      J.Habasaki, R.Casalini, K.L.Ngai
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B, Articles ASAP (印刷中WEB掲載)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mixing effects in glass-forming Lennard-Jones mixtures2009

    • 著者名/発表者名
      L.-C. Valdes, F. Affouard, M. Descamps, J. Habasaki
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys. 130

      ページ: 154505-154505

    • NAID

      120006581975

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Breakdown of the Stokes-Einstein relation in Lennaard-Jones glassforming mixtures with different interaction potentialF. Affouard2009

    • 著者名/発表者名
      M. Descamps, L.-C. Valdes, J. Habasaki, P. Bordat, K.L. Ngai
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys 131

      ページ: 104510-104510

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Many-ion dynamics: the common view of CM and MC2009

    • 著者名/発表者名
      C. Leon, J. Habasaki, A. Rivera, K.L. Ngai
    • 雑誌名

      Z. Phys, Chem. 223

      ページ: 1311-1325

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mixing effects in glass-forming Lennard-Jones mixtures2009

    • 著者名/発表者名
      L.-C.Valdes, F.Affouard, M.Descamps, J.Habasaki,
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys. 130

      ページ: 154505-154505

    • NAID

      120006581975

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Breakdown of the Stokes-Einstein relation in Lennaard-Jones glassforming mixtures with different interaction potential2009

    • 著者名/発表者名
      F.Affouard, M.Descamps, L.-C.Valdes, J.Habasaki, P.Bordat, K.L.Ngai
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys. 131

      ページ: 104510-104510

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Many-ion dynamics : the common view of CM and MC2009

    • 著者名/発表者名
      C.Leon, J.Habasaki, A.Rivera, K.L.Ngai
    • 雑誌名

      Z.Phys,Chem. 223

      ページ: 1311-1325

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heterogeneous Dynamics of Ionic Liquids from Molecular Dynamics Simulations2008

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki, K.L. Ngai
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys. 129

      ページ: 194501-194501

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Dynamics Study of the Dynamics Near the Glass Transition in Ionic Liquids2008

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki, K.L. Ngai
    • 雑誌名

      Analytical Sciences 24

      ページ: 1321-1327

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Refinements in the Characterization of the Heterogeneous Dynamics of Li ions in Lithium Metasilicate2008

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki, K.L. Ngai
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys. 129

      ページ: 34503-34503

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Refinements in the Characterization of Heterogeneous Dynamics of Li Ions in lithium metasilicate2008

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki, K. L. Ngai
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys. 129

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Dynamics Study of the Dynamics Near the Glass Transition in Ionic Liquids2008

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki, K. L. Ngai
    • 雑誌名

      Analytical Sciences 24

      ページ: 1321-1327

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heterogeneous Dynamics in Ionic Liquids from Molecular Dynamics Simulations2008

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki, K. L. Ngai
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys. 129

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular dynamics of generalized binary Lennard-Jones systems: effects of anharmonicity and breakdown of the Stokes-Einstein relation2008

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki, F. Affouard, M. Descamps and K. L. Ngai
    • 雑誌名

      IAP conference proceedings, 982

      ページ: 154-159

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of Ion Sites and Diffusion Paths in Glasses obtained by Molecular Dynamics Simulations and Bond Valence Analysis2007

    • 著者名/発表者名
      C. Muller, E. Zienicke, S. Adams, J. Habasaki, P. Maass
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 75

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Mixed Alkali Effect in Ionically Conducting Glasses Revisited: A study by Molecular Dynamics Simulation2007

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki, K.L. Ngai
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys. 9

      ページ: 4673-4689

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the Nature of the Heterogeneous Dynamics of Ions in Ionic Conducting Glasses2007

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki
    • 雑誌名

      J. Non-Cryst, Solids 353

      ページ: 3956-3968

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Mixed Alkali Effect in Ionically Conducting Glasses Revisited: A study by Molecular Dynamics Simulation2007

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki and K.L. Ngai
    • 雑誌名

      Pyhs. Chem. Chem. Phys. 9

      ページ: 4673-4689

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 単成分ソフトコア系の分子動力学法による研究***ガラス状態の生成へ向けて***2009

    • 著者名/発表者名
      上田顕、巾崎潤子
    • 学会等名
      第23回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2009-12-01
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] ソフトコア系の分子シミュレーション-主成分解析によるガラス化傾向と結晶化傾向の分離-2009

    • 著者名/発表者名
      巾崎潤子、上田顕
    • 学会等名
      第23回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2009-12-01
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 単成分ソフトコア系の分子動力学法による研究 ***ガラス状態の生成へ向けて***2009

    • 著者名/発表者名
      上田顕、巾崎潤子
    • 学会等名
      第23回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2009-12-01
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ソフトコ系の分子シミュレーション-主成分解析によるガラス化傾向と結晶化傾向の分離-2009

    • 著者名/発表者名
      巾崎潤子、上田顕
    • 学会等名
      第23回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2009-12-01
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Molecular dynamics study of heterogeneous dynamics in ionic liquids-comparison with ionically conducting glasses2009

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki
    • 学会等名
      1st International Workshop on Glass-Forming Systems
    • 発表場所
      Busan, Korea(招待講演)
    • 年月日
      2009-11-07
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Molecular dynamics study of heterogeneous dynamics in ionicliquids-comparision with ionically conducting glasses.2009

    • 著者名/発表者名
      J.Habasaki
    • 学会等名
      1st International Workshop on Glass-Forming Systems
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2009-11-06
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of Heterogeneous Dynamics in Ionic Liquids and Ionically Conducting Glasses from Molecular Dynamics2009

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki, Kia L Ngai
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Physics of Solid State Ionics, ICPSSI-3
    • 発表場所
      Kumamoto(招待講演)
    • 年月日
      2009-10-28
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Comparison of Heterogeneous Dynamics in Ionic Liquids and Ionically Conducting Glasses from Molecular Dynamics,, October, Kumamoto, 2009.2009

    • 著者名/発表者名
      J.Habasaki, K.L.Ngai
    • 学会等名
      The 3^<rd> International Conference on Physics of Solid State Ionics, ICPSSI-3
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2009-10-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ソフトコア系の分子動力学法によるガラス転移温度の確定法とガラス状態2009

    • 著者名/発表者名
      上田顕、巾崎潤子
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2009-09-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Heterogeneous Dynamics of Ionic Liquids from Molecular Dynamics Simulation,, Sep. 3^<rd>, 2009.2009

    • 著者名/発表者名
      J.Habasaki
    • 学会等名
      6^<th> International Discussion Meeting of Relaxations in Complex Systems
    • 発表場所
      ローマ
    • 年月日
      2009-09-03
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Heterogeneous Dynamics of Ionic Liquids from Molecular Dynamics Simulation2009

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki
    • 学会等名
      6th International Discussion Meeting of Relaxations in Complex Systems
    • 発表場所
      Rome(招待講演)
    • 年月日
      2009-02-03
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] ソフトコア系の分子動力学法によるガラス転移温度の確定法とガラス状態2009

    • 著者名/発表者名
      上田顕、巾崎潤子、熊本
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Heterogeneous Dynamics in Ionic Liquids2008

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki, K.L. Ngai
    • 学会等名
      The fourth International Symposium on the New Frontiers of Thermal Studies of Materials
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      2008-12-01
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Heterogeneous Dynamics in Ionic Liquids2008

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki, K. L. Ngai
    • 学会等名
      The forth International Symposium on the New Frontiers of Thermal Studies of Materials
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      2008-12-01
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Dynamics of Binary Lennard-Jones Mixtures: Breakdown of the Stokes-Einstein2008

    • 著者名/発表者名
      Relation. F. Affouard, M. Descamps, J. Habasaki
    • 学会等名
      Unifying Concepts in Glass Physics IV
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2008-11-28
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Molecular Dynamics of Binary Lennard-Jones Mixtures : Breakdown of the Stokes-Einstein Relation2008

    • 著者名/発表者名
      F. Affouard, M. Descamps, J. Habasaki
    • 学会等名
      International Conference, Unifying Concepts in Glass Physics IV
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2008-11-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Heterogeneous Dynamics and Glass Transition in Ionic Liquids2008

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki, K.L. Ngai
    • 学会等名
      International Conference, Unifying Concepts in Glass Physics IV
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2008-11-27
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Dynamics Study of Dynamical Heterogeneity and Glass Transition in Ionic Liquids2008

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki, Kia L Ngai
    • 学会等名
      2008 Joint Symposium on Molten Salts
    • 発表場所
      Kobe
    • 年月日
      2008-10-22
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] イオン液体における長時間緩和挙動の分子動力学2007

    • 著者名/発表者名
      巾崎潤子、K.L. Ngai
    • 学会等名
      分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2007-11-26
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2007 実績報告書
  • [学会発表] Molecular dynamics of generalized binary Lennard-Jones systems2007

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki, F. Affouard, M. Descamps, K.L. Ngai
    • 学会等名
      Fukuoka International Workshop, Unified concepts of glass transition
    • 発表場所
      (Fukuoka)
    • 年月日
      2007-11-23
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Molecular dynamics of generalized binary Lennard-Jones systems2007

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki, F. AffouardM. Descamps and K. L. Ngai
    • 学会等名
      Fukuoka International Workshop, Unified concepts of glass transition
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2007-11-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Molecular dynamics of generalized binary Lennard-Jones systems: effects of anharmonicity and breakdown of the Stokes-Einstein relation2007

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki, F. Affouard, M. Descamps, K.L. Ngai
    • 学会等名
      5th International Workshop on Complex Systems
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2007-09-26
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Molecular dynamics of generalized binary Lennard-Jones systems: effects of anharmonicity and breakdown of the Stokes-Einstein relation2007

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki, F. AffouardM. Descamps and K. L. Nai
    • 学会等名
      5th International Workshop on Complex Systems
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-09-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Dynamics Studies of Ionically Conducting Glasses2007

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki and K. L. Ngai,
    • 学会等名
      ゴードン会議
    • 発表場所
      Plymouth, USA
    • 年月日
      2007-08-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Dynamics Studies of Ionically Conducting Glasses-The Mixed Alkali Effect Revisited-,2007

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki and K. L. Ngai
    • 学会等名
      ACERS 2007, Glass and Optic Materials Division Meeting & 18th University Conference on Glass
    • 発表場所
      New York, USA
    • 年月日
      2007-05-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Dynamics Studies of Ionically Conducting Glasses-The Mixed Alkali Effect Revisited-2007

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki, K.L. Ngai
    • 学会等名
      ACERS 2007, Glass and Optic Materials Division Meeting & 18th University Conference on Glass
    • 発表場所
      Rochester, New York, USA(招待講演)
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Molecular Dynamics Studies of Ionically Conducting Glasses2007

    • 著者名/発表者名
      J. Habasaki, K.L. Ngai
    • 学会等名
      Gordon Research Conference
    • 発表場所
      Plymouth, USA
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://t2r2.star.titech.ac.jp/cgi-bin/researcherinfo.cgi?q_researcher_content_number=CTT100381175

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://t2t2.star.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://t2r2.star.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://t2r2.star.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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