| 研究課題/領域番号 |
17064002
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
押山 淳 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (80143361)
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| 研究分担者 |
白石 賢二 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (20334039)
BOERO Mauro 筑波大学, 大学数理物質科学研究科, 准教授 (40361315)
岡田 晋 筑波大学, 大学数理物質科学研究科, 准教授 (70302388)
岩田 潤一 筑波大学, 計算科学研究センター, 研究員 (70400695)
山内 淳 慶應義塾大学, 理工学部, 専任講師 (90383984)
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| キーワード | ナノ物質 / バイオ物質 / 量子論 / 電子状態 / 密度汎関数理論 |
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| 研究概要 |
ナノ・バイオ物質における原子構造・ナノ形状・電子物性・機能発現の4者の相関を解明すべく、量子論に立脚した計算科学的手法による研究が進められた。手法開発の側面では、密度汎関数理論に基づいた全エネルギー・電子構造計算を、実空間格子上で実行する計算コード(RSDFT)が開発され、並列計算機上でのチューニングが行われた。またナノ秒を超える時間スケールでの、イオンと電子のダイナミクスを調べる、メタ・ダイナミクス手法をCar-Parrinello分子動力学計算コードにインプリメントし(CPMD-MeD)、各種の生体分子の反応に適用された。そうした計算手法め開発に加速され、以下のようなナノサイエンス、バイオサイエンスにおける研究成果が得られた。
1. RSDFTにより1000原子系の安定構造探索が可能になり、シリコン中の原子空孔周囲の緩和構造が高精度で決定された。
2. RSDFTにより、10,000原子系の電子状態計算が可能となり、シリコンクラスターの励起エネルギーが計算された。
3. CPMD-MeDにより、シトクローム酸化酵素中でのプロトン輸送機構の原子スケールの機構が解明された。
4.歪半導体薄膜での有効質量の膜圧、歪依存性が明らかになり、歪テクノロジーへの基礎が作られた。
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