長時間スケールの解析を可能にする位相空間サンプリング分子動力学法の開発

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20360051
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 泉 聡志 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (30322069)
• 研究分担者: 酒井 信介 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (80134469) ; 原祥 太郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任講師 (10401134)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 機械材料・材料力学 / 分子動力学 / マルチスケール解析 / 転位 / 加速分子動力学

研究概要

分子動力学で取り扱えない長時間スケールの解析を可能とする位相空間サンプリング分子動力学法を開発した。開発した手法をベースとした転位の反応経路解析を、単結晶シリコンの転位生成メカニズムにおいて長年論争があったシリコンの転位のShuffle-Glide論争へ適用した。結果、高温・低応力でGlide-set転位が、低温・高応力でShuffle-set転位が発生することを示し、半導体、MEMS分野へ応用した。

研究成果

• [雑誌論文] Anisotropy Behavior of DislocationNucleation from a Sharp Corner in Copper (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Sun, S.Izumi, S.Hara, S.Sakai
  • 雑誌名: Journal of Computational Science and Technology Vol.5, No.1 ページ: 54-61
• [雑誌論文] Shuffle-set Dislocation Nucleation in Semiconductor Silicon Device (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Izumi, H.Ohta, C.Takahashi, T.Suzuki, H.Saka
  • 雑誌名: Philo.Mag.Lett. Vol.90-10 ページ: 707-714
• [雑誌論文] Structures and phonon properties of nanoscale fractional graphitic structures in amorphous carbon determined by molecular simulations (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kumagai, J.Choi, S.Izumi, T.Kato
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 107 ページ: 104307
• [雑誌論文] Nanostructural interpretation for elastic softening of amorphous carbon induced by the incorporation of silicon and hydrogen atoms (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kumagai, S.Sawai, J.Choi, S.Izumi, T.Kato
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 107 ページ: 124315
• [雑誌論文] Reaction Pathway Analysis for Dislocation Nucleation from a Sharp Corner in Silicon : Glide Set versus Shuffle Set (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Shima, S.Izumi, S.Sakai
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 108 ページ: 063504
• [雑誌論文] Adaptive strain-boost hyperdynamics simulations of stress-driven atomic processes (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Hara, J.Li
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 82 ページ: 184114
• [雑誌論文] Development of Empirical Bond-order-type Interatomic Potential for Amorphous Carbon Structures (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kumagai, S.Hara, J.Choi, S.Izumi, T.Kato
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 105 ページ: 064310
• [雑誌論文] Multiscale analysis on the onset of nanoindentation-induced delamination : Effect of high-modulus Ru overlayer (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Hara, T.Kumagai, S.Izumi, S.Sakai
  • 雑誌名: Acta Materialia 57 ページ: 4209-4216
• [雑誌論文] Reaction pathway analysis for dislocation nucleation from a Ni surface step (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Hara, S.Izumi, S.Sakai
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 106 ページ: 093507
• [雑誌論文] Dislocation Nucleation from a Sharp Corner in Silicon (2008)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Izumi, Sidney Yip
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 104 ページ: 033513
• [学会発表] Reaction Pathway Analysis of Homogeneous Dislocation Nucleation in a Perfect Molybdenum Crystal (2011)
  • 著者名/発表者名: Hasan A.Saeed, Satoshi Izumi, Shotaro Hara, Shinsuke Sakai
  • 学会等名: MRS Online Proceedings Library, Volume 1297 Number : 1297 : mrsf10-1297-p10-17
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Transition Pathway Analysis of Homogeneous Dislocation Nucleation in a Perfect Silicon Crystal (2010)
  • 著者名/発表者名: Hasan Aftab Saeed, Satoshi Izumi, Shotaro Hara, Shinsuke Sakai
  • 学会等名: Mater.Res.Soc.Symp.Proc.Volume 1224, 1224-FF05-14.
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Simulations of an Interface Crack Nucleation During Nanoindentaion : Molecular Dynamics and Finite Element Coupling Approach (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Hara, S.Izumi, S.Sakai, Y.Eguchi, T.Iwasaki
  • 学会等名: Mater.Res.Soc.Symp.Proc. Vol.1086, 1086-U08-29.
  • 年月日: 20080000
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.fml.t.u-tokyo.ac.jp