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自律型原子モデリングと原子構造不安定解析による強誘電材の劣化メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 24560087
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 機械材料・材料力学
研究機関東京大学

研究代表者

梅野 宜崇  東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (40314231)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2012年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード原子モデリング / 強誘電体 / マルチフィジックス / ナノ材料 / 原子シミュレーション / 構造不安定性 / ドメインスイッチング / シミュレーション / 第一原理計算
研究成果の概要

強誘電材料における分極スイッチングの劣化メカニズムを明らかにするため,ドメイン壁移動に及ぼす結晶欠陥などの影響を明らかにするとともに,電場・外力重畳条件下でのマルチフィジックス効果についても検討した.リファレンスデータ生成・パラメータ最適化・関数の自己診断とリファレンスデータ再生プロセスからなる,原子間ポテンシャルを半自動的に構築するアルゴリズムを開発した.分子動力学法により,キンクや酸素空孔,外部電場作用がドメイン壁移動の臨界応力に著しい変化をもたらすことを示した.さらに,原子レベル不安定モード解析により,欠陥周りに生成される潜在的不安定モードが活性化するメカニズムを示した.

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Atomistic model analysis of local and global instabilities in crystals at finite temperature2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Umeno, W. Nöhring, A.M. Iskandarov and E. Bitzek
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 592-593 ページ: 39-42

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Atomistic study of stress-induced switching of 90-degree ferroelectric domain walls in PbTiO3: size, temperature, and structural effect2013

    • 著者名/発表者名
      A. Kubo, J.-M. Albina, Y. Umeno
    • 雑誌名

      Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering

      巻: 21 号: 6 ページ: 65019-65019

    • DOI

      10.1088/0965-0393/21/6/065019

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of defect and electric field on stress-induced domain switching in PbTiO3: A molecular dynamics study2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Umeno and A. Kubo
    • 学会等名
      ACE-X 2015
    • 発表場所
      Munich, Germany
    • 年月日
      2015-06-29 – 2015-07-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Molecular dynamics simulation of domain wall switching of PbTiO3: Effect of defect and electric field2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Umeno, X. Li and A. Kubo
    • 学会等名
      ISPMA13
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2014-08-31 – 2014-09-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Atomistic model analysis of local and global instabilities in crystals at finite temperature2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Umeno, W. Noehring, A. Iskandarov, E. Bitzek
    • 学会等名
      MSMF-7: Seventh International Conference on Materials Structure & Micromechanics of Fracture
    • 発表場所
      Brno University of Technology, Brno, the Czech Republic
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural Instability in Atomistic Level: Analysis of Ideal Strength and Global Instability Mode2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Umeno, W. Nöhring, A.M. Iskandarov, E. Bitzek
    • 学会等名
      ASME 2013 International Mechanical Engineering Congress & Exposition
    • 発表場所
      San Diego, CA, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Atomic scale analysis of structural instability in nanostructures2013

    • 著者名/発表者名
      W. Nöhring, E. Bitzek, Y. Umeno
    • 学会等名
      ICMM3-EMMC13: 3rd International Conference on Material Modelling incorporating the 13th European Mechanics of Materials Conference
    • 発表場所
      Warsaw, Poland
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of global instabilty mode in atomistic model2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Umeno, W. Noehring, A.M. Iskandarov, A. Kubo, E. Bitzek
    • 学会等名
      SES (Society of Engineering Science) 50th Annual Technical Meeting and ASME-AMD Annual Summer Meeting
    • 発表場所
      Brown Univ., Providence, RI, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Atomistic modeling of functional materials: Interatomic potential development for metals, oxides and magnetic materials2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Umeno, A. Kubo, A. M. Iskandarov
    • 学会等名
      ISAM4-2013: International Symposium on Atomistic Modeling for Mechanics and Multiphysics of Materials
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Atomistic simulation of domain wall motion in perovskite PbTiO3 using ab initio based shell-model potential2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Umeno, Jan-Michael Albina and Atsushi Kubo
    • 学会等名
      MMM2012, 6th International Conference on Multiscale Materials Modeling
    • 発表場所
      Biopolis, Singapore
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 外部応力によるPbTiO3ドメインウォール移動の分子動力学解析:温度効果およびキンクに関する影響2012

    • 著者名/発表者名
      久保淳,梅野宜崇
    • 学会等名
      第17回分子動力学シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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