| 研究領域 | 機能元素のナノ材料科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
19053007
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
鶴田 健二 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 准教授 (00304329)
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| 研究分担者 |
尾形 修司 名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (90251404)
小山 敏幸 物質・材料研究機構, 計算科学センター, 主幹研究員 (80225599)
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| キーワード | マルチスケール手法 / ナノ材料 / 格子欠陥 / 機能元素 / 構造・機能材料 |
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| 研究概要 |
本研究課題では、大規模電子状態計算法、古典分子動力学法、粗視化粒子法、Phase-field法、ならびに異なる計算手法のハイブリッド化技術を高度化・汎用化させ、さらにそれらをシームレスに統合することにより、ナノ領域に局在する機能元素がマクロ物性に及ぼす影響を定量的に予測する新たな計算材料科学バラダイム構築を目指す。
初年度の今年度は、各シミュレーション手法の高度化・高精度化と整備を重点的に行った。また、グループ内および領域内のミーティングを行い、具体的な研究推進計画策定・進捗報告を行った。
・共通プラットホーム構築、ハイブリッド古典/量子分子動力学計算手法の高度化・大規模化
研究グループ内の共通プラットホームとしてのPCクラスタの導入・稼動を完了し、開発済みの並列ハイブリッド古典/タイトバインディング電子状態計算コードを移植し、半導体中欠陥・転位における不純物挙動の解析計算を開始した。
・粗視化粒子法の多階層化・高度化
原子レベルからメゾ・マクロレベルまでの粗視化を効率よく行うために、粗視化過程を再帰的に行う方法を開発した。また、これまでに行ってきたモデルシステムの粗視化粒子法から、古典的相互作用模型に基づく半導体やセラミックスへの適用手法の開発を開始した。
・Phase-field法の拡張・高度化
粒界、相境界および転位を表現する現象論的秩序変数(Phase-field変数)をもとに、Fe結晶中転位へのCu原子析出ダイナミックスのPhase-field計算に成功し、その精度・汎用性を検討した。
・有限差分時間領域(FDTD)計算法の高度化・並列化
ナノ構造メタマテリアル設計のための並列FDTD計算コードを開発し、前述のプラットホームへの移植を行った。また、メタマテリアル薄膜の積層構造におけるエバネッセント波増幅効果のシミュレーションに成功した。
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