マルチスケール手法によるナノ機能元素材料解析

2011 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 機能元素のナノ材料科学
• 研究課題/領域番号: 19053007
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 鶴田 健二 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (00304329)
• 研究分担者: 小山 敏幸 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80225599) ; 尾形 修司 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90251404)
• 連携研究者: 兵頭 志明 兵庫県立大学, 大学院・シミュレーション学研究科, 教授 (20394520)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• 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

研究概要

本特定領域研究を通して, 複数の空間スケールをつなぐ新しいシミュレーション手法・アルゴリズムを開発・高度化し, 機能元素材料科学の学理構築に資する新しい計算科学手法・ツール開発を大きく進展させた。また, ナノ計測班ならびにプロセス班との連携において, 本領域における共通試料であるアルミナの転位・粒界構造の微視的構造と電子状態, 元素偏析の安定性と局所電子状態の定量的解明に上記新規手法を適用し, その適用性を実証した。

研究成果

• [雑誌論文] A Coupled Molecular Dynamics/Coarse-Grained-Particle Method for Dynamic Simulation of Crack Growth at Finite Temperatures (2011)
  • 著者名/発表者名: R Kobayashi, T Nakamura, S Ogata
  • 雑誌名: MATERIALS TRANSACTIONS 巻: 52 ページ: 1603- 1610
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structures and Local Electronic States of Dislocation Loop in 4H-SiC via a Linear-Scaling Tight-Binding Study (2011)
  • 著者名/発表者名: F. Hamasaki, and K. Tsuruta
  • 雑誌名: MATERIALS TRANSACTIONS 巻: 52 ページ: 672-676
  • 査読あり
• [雑誌論文] Initial stage of consolidation of silicon-carbide nanocrystals under pressure: A tightbinding molecular-dynamics study (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Tsuruta
  • 雑誌名: JOURNAL OF NANOMATERIALS 巻: 2011 ページ: 308495
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-Field Simulation of _Y(A1)+ _Y'(L12)+ _Y''(D022) Three-Phase Microstructure Formation in Ni-base Superalloys (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Koyama
  • 雑誌名: INTERNATIONAL JOURNAL OF MATERIALS RESEARCHE 巻: 101 ページ: 527-533
  • 査読あり
• [雑誌論文] Classical and Hybrid Density-Functional/Classical Molecular Dynamics Study of Dislocation Core in Alumina Ceramic (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Tsuruta, T. Koyama, and S. Ogata
  • 雑誌名: MATERIALS TRANSACTIONS 巻: 50 ページ: 1015-1018
  • 査読あり
• [雑誌論文] An FDTD Analysis of Nanostructured Electromagnetic Metamaterials Using Parallel Computer (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Umeda, C. Totsuji, K. Tsuruta, and H. Totsuji
  • 雑誌名: MATERIALS TRANSACTIONS 巻: 50 ページ: 994-998
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-Field Simulation of Ferroelectric Domain Microstructure Changes in BaTiO_3 (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Koyama, and H. Onodera
  • 雑誌名: MATERIALS TRANSACTIONS 巻: 50 ページ: 970-976
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development and Implementation of Recursive Coarse-Grained Particle Method for Meso-Scale Simulation (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Kobayashi, T. Nakamura, and S. Ogata
  • 雑誌名: MATERIALS TRANSACTIONS 巻: 49 ページ: 2541-3549
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-field modeling of microstructure evolutions in magnetic materials (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Koyama
  • 雑誌名: SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS 巻: 9 ページ: 013006-013014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin polarization of two-dimensional electron system in parabolic potential (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Miyake, C. Totsuji, K. Nakanishi, K. Tsuruta, H. Totsuji
  • 雑誌名: PHYSICS LETTERS A 巻: 372 ページ: 6197-6201
  • 査読あり
• [学会発表] マルチスケール手法によるナノ機能元素材料解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鶴田健二
  • 学会等名: 日本金属学会 2011年秋期講演大会 S1機能元素のナノ材料科学
  • 発表場所: 沖縄カルチャーリゾートフェストーネ
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] Multiscale Material Simulations for Segregation Dynamics of Nanodopants (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Tsuruta
  • 学会等名: International Conference on Computational & Experimental Engineering and Sciences (ICCES'11)
  • 発表場所: Nanjing, China
  • 年月日: 2011-04-18
• [学会発表] Microstructure Modeling on the Basis of the Phase-Field Method (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Koyama
  • 学会等名: Fifth International Conference on Multiscale Materials Modeling (MMM2010)
  • 発表場所: Freiburg, Germany
  • 年月日: 20101004-08
• [学会発表] 材料の自発的構造形成と材料設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 兵頭志明
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会「産学交流シンポジウム2010」
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20100300
• [学会発表] 量子古典ハイブリッド手法によるナノ構造材料の力学物性・電磁応答解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鶴田健二
  • 学会等名: 第18回日本MRS 学術シンポジウム・セッションＪ「計算機シミュレーションによる格子欠陥やナノ構造の解明：新規材料創製を目指して」
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20091200
• [学会発表] 階層型シミュレーションと粗視化の方法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 兵頭志明
  • 学会等名: 第22回計算力学講演会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 20091000
• [学会発表] Calculation of Stress-Strain Curve of Two-Phase Microstructure on the Basis of the Extended Secant Method (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Koyama, and H.Onodera
  • 学会等名: International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials (Thermec'2009)
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 20090825-29
• [学会発表] Hybrid Quantum/Classical Approaches to Nano- and Meta-Materials (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Tsuruta
  • 学会等名: 2009 International Conference on Computational & Experimental Engineering and Sciences (ICCES'09)
  • 発表場所: Phuket, Thailand
  • 年月日: 2009-04-08
• [学会発表] 機能元素のナノ材料科学に対するマルチスケール計算科学的アプローチ (2009)
  • 著者名/発表者名: 鶴田健二
  • 学会等名: 日本金属学会 2009年春期講演大会 S4 機能元素のナノ材料科学(2)(S4・20)
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] 理論計算による材料組織形成ダイナミクスの解析と特性計算 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小山敏幸
  • 学会等名: 日本金属学会2009年春期講演大会 S4 機能元素のナノ材料科学(2)(S4・20)
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2008-03-29
• [図書] 材料設計計算工学 計算組織学編―フェーズフィールド法による組織形成解析 (材料学シリーズ) (2011)
  • 著者名/発表者名: 小山敏幸
  • 出版者: 内田老鶴圃
• [図書] 「シミュレーション辞典」(分担執筆：「リチウムイオン電池」,「燃料電池」,および「計算力学(ナノテクノロジー)」担当)
  • 著者名/発表者名: 兵頭志明
  • 出版者: シミュレーション学会編
• [備考]
  • URL: http://nanodopant.com/