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水の過冷却液体状態での挙動の大規模計算機実験による解明

研究課題

研究課題/領域番号 23540434
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関東北大学

研究代表者

寺田 弥生  東北大学, 金属材料研究所, 特任准教授 (20301814)

研究分担者 徳山 道夫  東北大学, 多元物質科学研究所, 研究支援者 (40175477)
研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2011年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードガラス相転移 / 結晶相転移 / レプリカ交換法 / 国際情報交換 / ボストン大学 / ガラス転移 / 過冷却液体状態 / 国際情報交流(アメリカ)
研究概要

計算機上で複雑な水などの過冷却液体状態を実現するために、一次相転移点近傍の研究のために考案された一般化されたレプリカ交換法を多分散粒子系に適用を試み、定圧での計算機実験を行った。臨界点以下と臨界点以上における温度-多分散性に対する相図を作成し、結晶化の消失点を求め、臨界点以上と以下の相図の類似点と相違点を明らかにした。その結果、一般化されたレプリカ交換法を用いることにより、気体-液体-結晶・ガラス相を効率よく求めることがわかった。そのため、この手法は、一次相転移のみならず、水など複雑な系でのガラス相転移などにも適用可能な手法であることが示唆された。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (21件)

  • [雑誌論文] Effect of Size Polydispersity on Liquid-Glass Crossover, Liquid-Crystal Transition, and Gas-Liquid Transition of Lennard-Jones Fluids2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Terada, T. Keyes, J. Kim, M. Tokuyama
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1518 ページ: 776-783

    • DOI

      10.1063/1.4794678

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 多分散粒子系における相図2014

    • 著者名/発表者名
      寺田弥生, T. Keyes, J. Kim
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      2014-03-27
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 多分散粒子系における相図2014

    • 著者名/発表者名
      寺田 弥生,T. Keyes,J. Kim
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学 湘南キャンパス, 平塚
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 多分散レナード・ジョーンズ系における相図の粒度分布と温度依存性2013

    • 著者名/発表者名
      寺田弥生, T. Keyes, J. Kim
    • 学会等名
      第4回CMSI研究会
    • 発表場所
      柏
    • 年月日
      2013-12-13
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Effect of Size Polydispersity on Phase Equilibria of Lennard-Jones Systems2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Terada, T. Keyes, and J. Kim
    • 学会等名
      2013 Materials Research Society Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2013-12-05
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Pressure Dependence on Phase Behavior of Polydisperse Lennard-Jones System2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Terada, T. Keyes, and J. Kim
    • 学会等名
      The 8th General Meeting of Asian Consortium on Computational Materials Science - Virtual Organization
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2013-11-08
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 多分散レナードジョーンズシステムのガラス転移近傍の多分散度・圧力・温度依存性2013

    • 著者名/発表者名
      寺田弥生, T. Keyes, J. Kim
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2013-09-26
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 多分散レナードジョーンズシステムのガラス転移近傍の多分散度・圧力・温度依存性2013

    • 著者名/発表者名
      寺田 弥生,T. Keyes,J. Kim
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学, 徳島
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Pressure Dependence on Phase Behavior of Polydisperse Lennard-Jones System2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Terada, T. Keyes, and J. Kim
    • 学会等名
      The 8th General Meeting of Asian Consortium on Computational Materials Science - Virtual Organization
    • 発表場所
      さくらホール, 仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Size Polydispersity on Phase Equilibria of Lennard-Jones Systems2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Terada, T. Keyes, and J. Kim
    • 学会等名
      2013 Materials Research Society Fall Meeting
    • 発表場所
      hynes convention center, Boston, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 多分散レナード・ジョーンズ系における相図の粒度分布と温度依存性2013

    • 著者名/発表者名
      寺田 弥生,T. Keyes,J. Kim
    • 学会等名
      第4回 CMSI 研究会
    • 発表場所
      東京大学 物性研究所, 柏
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Size Polydispersity on Liquid-Glass Crossover, Liquid-Crystal Transition, and Gas-Liquid Transition of Lennard-Jones Fluids2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Terada, T. Keyes, J. Kim, and M. Tokuyama
    • 学会等名
      The 4th Int. Sympo. on Slow Dynamics in Complex Systems - Keep Going Tohoku -
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2012-12-06
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Phase Behavior of Polydisperse Lennard-Jones System2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Terada, T. Keyes, J. Kim, and M. Tokuyama
    • 学会等名
      The Seventh General Meeting of Asian Consortium on Computational Materials Science - Virtual Organization
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2012-11-25
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 多分散LJ流体の気体-液体-結晶ガラス相転移2012

    • 著者名/発表者名
      寺田弥生, T. Keyes, J. Kim, 徳山道夫
    • 学会等名
      第2回ソフトマター研究会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-09-25
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Liquid-Glass Crossover and LiquidCrystal Transition of Polydisperse Lennard-Jones Particle Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Terada, T. Keyes, J. Kim, and M. Tokuyama
    • 学会等名
      5th Discussion Meeting on Glass Transition
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2012-02-27
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Liquid-Glass Transition of Polydisperse Lenard-Jones Particle Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Terada, T. Keyes, J. Kim, and M. Tokuyama
    • 学会等名
      The 2012 WPI-AIMR Annual Workshop
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2012-02-22
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 多分散LJ流体の気体-液体-結晶・ガラス相転移2012

    • 著者名/発表者名
      寺田 弥生、 T. Keyes、J. Kim、徳山 道夫
    • 学会等名
      第2回ソフトマター研究会
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Liquid-Glass Crossover and Liquid-Crystal Transition of Polydisperse Lenard-Jones Particle Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Terada*, T. Keyes, J. Kim, and M. Tokuyama
    • 学会等名
      5th Discussion Meeting on Glass Transition
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] The Effect of Dimensionality on Long-Time Self-Diffusion in Hard Disks and Spheres2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Terada and M. Tokuyama
    • 学会等名
      XXIV Meeting of Science and Technology of Complex Fluids
    • 発表場所
      San Luis Potosí, Mexico
    • 年月日
      2011-08-18
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] The Effect of Dimensionality on Long-Time Self-Diffusion in Hard Disks and Spheres2011

    • 著者名/発表者名
      Yayoi Terada* and Michio Tokuyama
    • 学会等名
      XXIV Meeting of Science and Technology of Complex Fluids(招待講演)
    • 発表場所
      San Luis Potosi, Mexico
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of Size Polydispersity on Liquid-Glass Crossover, Liquid-Crystal Transition, and Gas-Liquid Transition of Lennard-Jones Fluids

    • 著者名/発表者名
      Y. Terada, T. Keyes, J. Kim, M. Tokuyama
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on Slow Dynamics in Complex Systems --- Keep Going Tohoku ---
    • 発表場所
      Sendai
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Phase Behavior of Polydisperse Lennard-Jones System

    • 著者名/発表者名
      Y. Terada, T. Keyes, J. Kim, M. Tokuyama
    • 学会等名
      The Seventh General Meeting of Asian Consortium on Computational Materials Science - Virtual Organization
    • 発表場所
      Matsushima
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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