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2016 年度 実績報告書

半導体液体プロセスにおける微視的濡れ性制御:計算科学的アプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 15K21023
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

本郷 研太  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (60405040)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード表面・界面物性 / 濡れ性 / シミュレーション / 化学物理 / 第一原理計算 / 量子モンテカルロ法 / 分子間力 / モデリング
研究実績の概要

H28年度は、H27年度に確立した「ハマカー定数算定スキーム」の結果を原著論文にまとめ投稿した結果、本研究の計画段階では予想していなかった、以下の建設的なレフリーコメントを受け、その対応のための追加研究を実施した:(1)典型的な分子系での当該スキームの妥当性検証、(2)フィッティング関数・区間の検証である。これらの検証を通じて、研究計画の立案段階で想定していなかった、より汎用的なハマカー定数の第一原理算定スキームの開発に成功した。
(1)本研究対象の液体シリコン系では、ハマカー定数の実験値は存在せず、本研究提案スキームの妥当性を十分に検討できていないという指摘があった。そこで、ベンゼンのような典型分子で検証したところ、得られた結果は実験と非常に良く一致することがわかり、当該スキームの汎用性を確認できた。
(2)典型的な6-12レナードジョーンズ関数のみをフィッティング関数に採用していたが、その妥当性についての批判があった。また、本研究では、結合曲線の漸近形より分散力定数(C6定数)を算出するが、そのフィッティング区間選択の妥当性についても批判があがった。そこで、関数の当てはまりの良さをカイ二乗誤差で定量評価することで、関数・区間の選択基準について、系統的なスキームを確立した。各種フィッティング関数の比較・検討を通じて、C6定数算定スキームとして、結合エネルギーの相関エネルギー成分に着目し、R6乗分の1の関数形でフィッティングすると、当てはまり最良、かつ、C6のエラーバー最小となることがわかった。
以上の結果を取りまとめて原稿を修正して再投稿し、現在、査読中である。この追加研究を通じて、第一原理計算のみで巨視的な濡れ性現象を記述する接触角の算定可能性に気づき、そのアイディアをH29年度科研費若手(B)で提案したところ採択され、本研究を基盤とする新たな研究展開に繋がっている。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] New Insight into the Ground State of FePc: A Diffusion Monte Carlo Study2017

    • 著者名/発表者名
      Tom Ichibha, Zhufeng Hou, Kenta Hongo, and Ryo Maezono
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      -

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Phonon dispersions and Fermi surfaces nesting explaining the variety of charge ordering in titanium-oxypnictides superconductors2016

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Nakano, Kenta Hongo, and Ryo Maezono
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: 29661:1-10

    • DOI

      doi:10.1038/srep29661

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Practical Diffusion Monte Carlo Simulations for Large Noncovalent Systems2016

    • 著者名/発表者名
      Kenta Hongo and Ryo Maezono
    • 雑誌名

      Recent Progress in Quantum Monte Carlo (ACS Symposium Series)

      巻: 1234 ページ: 127-143

    • DOI

      10.1021/bk-2016-1234.ch009

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Essential factor for DFT predictions of relative energies in FePc: A Diffusion Monte Carlo study2017

    • 著者名/発表者名
      Tom Ichibha, Zhufeng Hou, Kenta Hongo, Ryo Maezono
    • 学会等名
      APS March Meeting 2017
    • 発表場所
      New Orleans, Louisiana, USA
    • 年月日
      2017-03-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Diffusion Monte Carlo method for evaluating Hamaker constants2017

    • 著者名/発表者名
      Ryo Maezono and Kenta Hongo
    • 学会等名
      APS March Meeting 2017
    • 発表場所
      New Orleans, Louisiana, USA
    • 年月日
      2017-03-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Phonon-induced superlattice structures in titanium-oxypnictides superconductors2017

    • 著者名/発表者名
      Kenta Hongo, Kousuke Nakano, Ryo Maezono
    • 学会等名
      APS March Meeting 2017
    • 発表場所
      New Orleans, Louisiana, USA
    • 年月日
      2017-03-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent Developments in Materials Simulations and Informatics2017

    • 著者名/発表者名
      Kenta Hongo
    • 学会等名
      The Third Asian Conference on Defence Technology (3RD ACDT)
    • 発表場所
      Le Meridien Phuket Beach Resort, Phuket, THAILAND
    • 年月日
      2017-01-18
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 第一原理電子状態の進展とその統計科学・データ科学との融合展開2016

    • 著者名/発表者名
      本郷研太
    • 学会等名
      第5回日本MRS講演会
    • 発表場所
      横浜情報文化センター、神奈川県横浜市
    • 年月日
      2016-12-22
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantum Monte Carlo simulations of molecular interactions using high performance computing2016

    • 著者名/発表者名
      Kenta Hongo
    • 学会等名
      EMN Meeting on Computation and Theory
    • 発表場所
      SOUTH POINT HOTEL, Las Vegas, NV, USA
    • 年月日
      2016-10-13
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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