ガラス転移のモード結合理論とトラッピングモデル

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11640379
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 小田垣 孝 九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (90214147)
• 研究分担者: 松井 淳 九州大学, 大学院・理学研究院, 助手 (10274424) ; 吉森 明 九州大学, 大学院・理学研究院, 助教授 (90260588)
• キーワード: ガラス転移 / モードカップリング理論 / トラッピングモデル / 局在端 / エネルギーランドスケープ / アニ-ルド平均とクエンチド平均 / 分子シミュレーション / 過冷却液体

研究概要

1.モードカップリング理論によってFuchsらが求めた剛体球系の緩和時間の波数依存性から、与えられた企図振動数に対して、速い緩和モードと遅い緩和モードの境界となる局在端を求めた。トラッピングモデルで中心的な役割をする、ジャンプ運動の待ち時間分布関数を特徴づけるパラメータと局在端との関係を用いて、ガラス転移温度、Vogel-Fulcher(VF)温度を求めた。その結果、ガラス転移は局在端が完全に閉じるまえに起こり、局在端が完全に閉じる温度はVF温度に対応することを明らかにした。
2.エネルギーランドスケープで記述される非平衡系の比熱を求める理論的枠組みを構築した。例として、二つのベイスンを持つ気体水素に適用し、比熱の温度依存性を観測時間の関数として求めた。ベイスン間のジャンプ頻度の大小によって、アニールド平均とクエンチド平均が得られることを示し、クエンチの程度を定量化して、冷却速度との関係を明らかにした。
3.二原子分子の過冷却状態におけるシミュレーションを引き続き行い、Johari-Goldstein過程と分子内自由度の関係を明らかにした研究成果のとりまとめを行った。
4.ソフトスフェアー系のシミュレーションを継続して行い、協調緩和領域を求める解析法の検証を行った。

研究成果

• [文献書誌] Y.Kubota: "Propagation of solitons in the Toda lattice with an impure segment"Physical Review E. 61. 3133-3138 (2000)
• [文献書誌] M.Kawasaki: "Absence of self-averaging in the complex admittance for tran sport through random media"Physical Review E. 61. 5839-5842 (2000)
• [文献書誌] T.Odagaki: "Microscopic derivation of jump rate distribution and the glass transition"Journal of Physics : Condensed Matter. 12. 6509-6514 (2000)
• [文献書誌] J.Koga: "Stochastic orientational relaxation of a plastic crystal"Journal of Physical Chemistry. 104. 3808-3811 (2000)
• [文献書誌] T.Odagaki: "Scaling of the specific heat of fragile glass formers near the glass transition"Journal of Physiccal Society of Japan. 69. 991-992 (2000)
• [文献書誌] Y.Hara: "Non-universal diffusion exponent of soft percolation cluster in three dimensions"Journal of Physiccal Society of Japan. 69. 3315-3319 (2000)
• [文献書誌] T.Odagaki: "Localization transition in the vitrification process"Physica B. (印刷中).
• [文献書誌] 小田垣孝: "つながりの科学"裳華房. 97 (2000)