| 研究課題/領域番号 |
19F01021
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 外国 |
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| 審査区分 |
小区分13040:生物物理、化学物理およびソフトマターの物理関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
古川 亮 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (20508139)
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| 研究分担者 |
HU YUANCHAO 東京大学, 生産技術研究所, 外国人特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
2019-10-11 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2019年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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| キーワード | ガラス転移 / ガラス形成能 / 結晶化 / 金属合金 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
相変化メモリーの基礎を確立するには、ガラス形成能・結晶成長速度をどのような物理因子が決定しているのかを解明することが極めて重要である。そこで、異なるタイプの液体の局所構造化とその回転対称性と結晶の回転対称性の整合性と結晶核形成頻度の関係を調べることにより、液体に形成される局所安定構造がガラス形成能に及ぼす影響について詳細に研究する予定である。また、このような液体・固体間の構造の整合性と結晶成長速度の関係についても検討を行う。
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| 研究実績の概要 |
カルコゲナイドガラスや金属ガラスのガラス形成能は、応用上の重要性から多くの注目を集めてきたが、その制御因子は不明であった。特に、複数の原子種を混合することによりある組成でガラス形成能が劇的に向上することが経験的に知られていたが、その物理的機構は未解明であった。そこでこの謎に迫るべく、分子動力学シミュレーションを用いて、大きく異なるガラス形成能を持つ３つのモデル金属系について研究を行った。その結果、これらの系の結晶化の熱力学的駆動力には大きな差はないこと、一方で、液体と結晶の界面張力は大きく異なることを見出した。また、これらの液体のダイナミクスにも大きな差がないことから、これらの系のガラス形成能の違いは、液体・結晶間の界面張力によって支配されていることが明らかとなった。さらに、界面張力は、液体中に自発的に形成される構造的な秩序とその構造内の原子組成によって決定されていることを明らかにした。また、界面張力は、結晶の核形成を支配しているだけでなく、結晶成長にも大きな影響を与えることを明らかにした。これらの事実は、古典的な結晶化理論には重大な欠陥があり、これまで考えられてこなかった液体中に形成される局所的な構造秩序の効果をあらわに考慮する必要があることを強く示唆している。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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