第一原理分子動力学計算による非秩序相の多形の研究

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18740266
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物物理・化学物理
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 森下 徹也 独立行政法人産業技術総合研究所, 計算科学研究部門, 研究員 (10392672)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: ポリアモルフィズム / 過冷却液体 / アモルファス / Si / 分子動力学 / 第一原理

研究概要

アモルファスや液体状態のシリコンが、温度や圧力に対してどのように変化するかを、コンピュータシミュレーションにより解明した。液体シリコンに関しては、(1)融点から500度近く過冷却すると水と同様な密度極大が生じること、及び(2)そのような過冷却下では、液体構造に著しい不均一性が現れることを初めて明らかにした。またアモルファスシリコンに関しては、(3)通常のアモルファスシリコンを加圧して得られる高密度アモルファスシリコンが金属的であることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Structural, electronic, and vibrational properties of high-density amorphous silicon : A first-principles molecular dynamics study (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 雑誌名: Journal of Chemical Physics vol.130 ページ: 194709
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and dynamical heterogeneity in deeply supercooled liquid silicon (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 雑誌名: Physical Review E vol. 77 ページ: 020501( R )
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of single- and double-layer silicon in slit pores (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita, K. Nishio, and M. Mikami
  • 雑誌名: Physical Review B vol. 77 ページ: 081401( R )
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural heterogeneity and non-exponential relaxation in supercooled liquid silicon (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings vol. 982 ページ: 804
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced sampling via strong coupling to a heat bath : Relationship between Tsallis and multicanonical algorithms (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita and M. Mikami
  • 雑誌名: Journal of Chemical Physics vol. 127 ページ: 034104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isothermal-isobaric first principles molecular dynamics : application to polymorphism in liquids and amorphous materials (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 雑誌名: Molecular Simulation vol. 33 ページ: 5
  • 査読あり
• [雑誌論文] How does terahedral structure grow in liquid silicon upon supercooling? (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 雑誌名: Physical Review Letters vol. 97 ページ: 165502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple amorphous-amorphous transitions
  • 著者名/発表者名: T. Loerting, V. V. Brazhkin, and T. Morishita
  • 雑誌名: Advances in Chemical Physics (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 第一原理分子動力学法を用いたポリアモルフィズムの研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森下徹也
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教学院池袋キャンパス
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] Structural and dynamical heterogeneity in supercooled liquid silicon (2008)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Morishita
  • 学会等名: International Conference UCGP2008
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2008-11-26
• [学会発表] アモルファスシリコンの半導体-金属転移 (2008)
  • 著者名/発表者名: 森下徹也
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] First-Principles Molecular-Dynamics Investigation of Polymorphism in Liquids and Amorphous Materials (2008)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Morishita
  • 学会等名: MSSMBS 2008 International Workshop
  • 発表場所: Moscow, Russia
  • 年月日: 2008-09-11
• [学会発表] スリット状細孔におけるナノシートSiの形成シミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 森下徹也, 西尾憲吾, 三上益弘
  • 学会等名: 第63回日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-23
• [学会発表] Structure and dynamics of supercooled liquid silicon under pressure : A first-principles molecular-dynamics study (2008)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Morishita
  • 学会等名: 2008 APS Annual March Meeting
  • 発表場所: New Orleans, U.S.A.
  • 年月日: 2008-03-11
• [学会発表] 過冷却液体Siの構造及びダイナミクスの不均一性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 森下徹也
  • 学会等名: 第21回分子シミュレーション討論会
  • 発表場所: 金沢歌劇座
  • 年月日: 2007-11-26
• [学会発表] Structural heterogeneity and non-exponential relaxation in supercooled liquid silicon (2007)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Morishita
  • 学会等名: The 5th International Workshop on Complex Systems
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2007-09-27
• [学会発表] 過冷却液体シリコンにおける構造及びダイナミクスの不均一性II (2007)
  • 著者名/発表者名: 森下徹也
  • 学会等名: 第62回日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-24
• [学会発表] 過冷却液体シリコンの構造及びダイナミクスの非一様性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 森下徹也
  • 学会等名: 日本物理学会春季大会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2007-03-20
• [学会発表] 過冷却液体シリコンの構造及びダイナミクスの非一様性 (2006)
  • 著者名/発表者名: 森下徹也
  • 学会等名: 日本物理学会春季大会
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 2006-09-25