連続体電磁力学のメソスコピックモデルに関する理論および計算機解析

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07045017
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 本間 利久 北海道大学, 工学部, 教授 (00091497)
• 研究分担者: MAGOS A. ブダペスト工科大学, 準教授 ; IVANYI A. ブダペスト工科大学, 準教授 ; JAKAB L. ブダペスト工科大学, 準教授 ; DEAK P. ブダペスト工科大学, 準教授 ; RICHTER P. ブダペスト工科大学, 教授 ; 川口 秀樹 北海道大学, 工学部, 助手 (90234046) ; 五十嵐 一 北海道大学, 工学部, 助手 (90212737) ; 槌本 昌則 北海道大学, 工学部, 助教授 (40207402) ; 小柴 正則 北海道大学, 工学部, 教授 (40101521) ; 大塚 喜弘 北海道大学, 工学部, 教授 (80029058)
• キーワード: メソスコピック / ジャイロ流体モデル / 量子細線 / バリスティック伝導 / 単電子輸送 / マイクロエレクトロニクス / ナノ微細加工 / 光誘電体線路

研究概要

本年度はメソスコピック領域の物理現象を認識し、解析するために(1)系の有する物理的大きさの違いと(2)系の有する自由度の違いから生じる物理現象を、プラズマ・誘電体・磁性体・半導体・超伝導体について調べ、各々の媒質におけるメソスコピック現象の数理モデルと計算機解析方法をまとめた。これらの研究成果は、第1回ワークショップ(1995年11月27日〜29日、ブダペスト工科大学)と第2回ワークショップ(1996年3月6日〜8日、北海道大学)において議論され、その要点は以下の通りである。
(1)メソスコピック領域のプラズマ輸送現象をマクロなMHDプラズマモデルに結合させるために、有限ラ-マ半径効果MHDモデルとジャイロ流体モデルの研究状況をまとめ、具体的な数値計算モデルを構築する。
(2)ダイヤモンド結晶成長のダイナミックスの違いについてミクロモデルとメソスコピックモデルから議論し、不純物および格子欠陥の影響について調べた。
(3)メソスコピック系の磁性体における種々の磁化モデル・ヒステリシスモデルについてまとめ、他の分野における非線形現象の解明にこれらのモデルの適用可能性について検討した。
(4)誘電体線路の光分散に関するメソスコピック現象の可能性について調べ、また、量子細線の計算モデルの構築を計った。
(5)バリスティック伝導領域と拡散領域における電子輸送現象のモデル化とその数値計算法の適合性を調べた。
(6)超伝導体の磁束ピンニング現象をG-L方程式から調べ、電子の量子状態を格子ガス計算法からモデル化を行った。
(7)ナノ微細加工技術に伴うエレクトロニクスモデルのメソスコピック現象の基本特性を調査し、将来のマイクロエレクトロニクスデバイスの設計指針について議論した。

研究成果

• [文献書誌] H.Kawaguchi and T.Honma: "On the electrodynamics of the Lienard-Wiechert superpotentials" J. Phys. A : Math. Gen.28. 469-478 (1995)
• [文献書誌] H.Igarashi and T.Honma: "Strategies for accurate computation of potential derivatives in boundary element methods" Journal of Computational Physics. 119. 244-251 (1995)
• [文献書誌] H.Kawaguchi and T.Honma: "On the wake fields reaction force which acts on electrons in an accelerator cavity" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. A363. 145-152 (1995)
• [文献書誌] M.Tsuchimoto, T. Kojima, H. Waki and T. Honma: "Numerical analyses of trapped field magnet and stable levitation region of HTSC" IEEE Trans. Magn.31. 1781-1784 (1995)
• [文献書誌] P.Deak,A.Gali,G.Sczigel,H.Ehrhardt: "Modelling of stress induced diamond nucleation" Diamond Rel. Mater.4. 707-709 (1995)
• [文献書誌] T.Barbarics,H.Igarashi,A.Ivanyi,T.Honma: "Determination of the electric field and the space charge of a precipitetor using R-function and the method of characteristics" Proc. 4th Middle East Power Systems Conferences. (発表予定). (1996)
• [文献書誌] T.Honma: "Advanced Computational ElectromagneticS" Elsevier-IOS Press, 421 (1995)