| 研究課題/領域番号 |
15K05214
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
宗尻 修治 広島大学, 総合科学研究科, 准教授 (90353119)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 液体 / 分子動力学シミュレーション / 横波 / 動的構造因子 |
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| 研究実績の概要 |
液体の動的構造因子には、異なる振動数をもつ二つ（以上）のピークが含まれている場合があることが、非弾性X線散乱実験や分子動力学法によって明らかにされてきている。ひとつは通常の縦波音波であり、もうひとつは横波の振動を表していると考えられている（T-modeと呼ぶことにする）より低振動の縦波振動である。本研究の目的は、この縦波T-Modeがどのような機構によって生じ、横波と定量的にどのように関係しているのかを局所的な原子のダイナミクスから明らかにすることである。
動的構造因子で観測される量は、波数ベクトルに対して縦方向に振動する密度ゆらぎである。したがって、動的構造因子に横波の情報が現れるためには、横方向の振動と同程度の振動数を示す縦方向の振動が存在している必要がある。
今年度は、液体中の二つの原子に着目し、横方向の振動が縦方向の振動に影響を与えるかどうかをミクロな原子配置をもとに解明することを試みた。これまでに、液体中の二つの原子間の振動を、その原子を結ぶ方向と、それに垂直な方向に分け、縦方向と横方向の振動数を調べる方法を開発してきた。今年度はさらに、周囲の環境によってそれらがどのように変化するかを調べる方法を開発し、古典分子動力学によって求めた統計精度の十分な液体銅の時系列データに適用した。その結果、注目している２原子の近傍に別の原子が存在しているとき、その２原子間の縦方向の振動数は、そうでない場合に比べ小さくなり、横方向の振動に近づくことを発見した。注目している二つの原子A、Bの近傍に別の原子Cが存在しているとき、そのAB間の相互作用は、AB間の直接相互作用だけでなく、Cを介した間接相互作用ACBも含むことになる。横波を起こす復元力は、３原子以上による間接的な相互作用によって起こるので、今回発見した機構は、横波が縦波として観測される可能性をミクロに示す証拠であると思われる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
予定通り、T-modeの起源を解明するための解析方法のひとつを開発し、２原子間の縦方向の振動は、３つめの原子が加わることによって生じる横方向の振動によって、影響を受けることをミクロに定量的に示すことができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画どおり、次のとおり進めていく。
1.T-modeの起源となる機構と横波の起源との関係の解明：T-modeと横波の共通点を探るために、3つ以上の原子に注目して、それらの運動を詳細に調べる方法を開発する。
2.現実の物質を対象にした定量的な研究：長時間の第一原理MDにより高精度で、原子位置、速度の時系列データを求め、T-modeと横波の定量的な関係を解明する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
残額1251円は、当初予定していた学会出張の日程を１日短縮したために生じたものである。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度の出張旅費に使用する予定である。
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