多時間相関関数を用いたガラス転移の不均一ダイナミクスの解析

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21740317
• 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: 分子科学研究所
• 研究代表者: 金 鋼 分子科学研究所, 理論・計算分子科学研究領域, 助教 (20442527)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: ガラス転移 / 動的不均一性 / 多時間相関 / 分子シミュレーション / 過冷却液体

研究概要

液体が凝固点以下に過冷却されてもそのアモルファス構造が保持したまま動力学が凍結するガラス転移の性質について、2次元赤外分光法など非線形分光法で用いられる理論枠組みを参照し、密度場の多時間相関関数による解析をおこなった。これを過冷却液体モデルの分子動力学シミュレーションに適用し、ガラス転移点近傍において顕著な不均一ダイナミクスを特徴付ける時間スケールとその温度依存性を系統的に特定することに成功した。さらにガラス状態において粘性係数と拡散係数の間を結ぶStokes-Einstein則の破れることが知られているが、不均一性ダイナミクスの寿命によってその時間スケールを特徴付けられることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Slow dynamics, dynamic heterogeneities, and fragility of supercooled liquids confined in random media (2011)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 宮崎州正, 斉藤真司
  • 雑誌名: Journal of Physics : Condensed Matter 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hidden slow time scale of correlated motions in supercooled liquids : Multi-time correlation analysis (2011)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 斉藤真司
  • 雑誌名: Journal of Non-Crystalline Solids 357 ページ: 371-375
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular dynamics studies of slow dynamics in random media : Type A-B and reentrant transitions (2010)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 宮崎州正, 斉藤真司
  • 雑誌名: The European Physical Journal Special Topics 189 ページ: 135-139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of the Lifetime of Dynamical Heterogeneity in the Frequency-Dependent Stokes-Einstein Relation of Supercooled Liquids (2010)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 斉藤真司
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 79 ページ: 093601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-time density correlation functions in glass-forming liquids : Probing dynamical heterogeneity and its lifetime (2010)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 斉藤真司
  • 雑誌名: The Journal of Chemical Physics 133 ページ: 044511
  • 査読あり
• [雑誌論文] ガラス転移の動的不均一性とその時間スケール:多時間相関関数による解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 斉藤真司
  • 雑誌名: 分子シミュレーション研究会会誌「アンサンブル」 12 ページ: 16-21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Slow dynamics in random media : Crossover from glass to localization transition (2009)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 宮崎州正, 斉藤真司
  • 雑誌名: EPL 88 ページ: 36002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple time scales hidden in heterogeneous dynamics of glass-forming liquids (2009)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 斉藤真司
  • 雑誌名: Physical Review E 79 ページ: 060501(R)
  • 査読あり
• [学会発表] ガラス転移および荷電コロイド分散系のダイナミクスに対する計算シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 金鋼
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会若手奨励賞受賞記念講演
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] 多体・多時間相関関数による過冷却液体における動的不均一性の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 斉藤真司
  • 学会等名: 東京大学物性研究所短期研究会「ガラス物理の諸問題-実験と理論の接点-」
  • 発表場所: 東京大学物性研究所
  • 年月日: 2010-11-29
• [学会発表] ランダム媒体拘束系のガラス転移とフラジリティ (2010)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 斉藤真司, 宮崎州正
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] ガラス転移の動的不均一性:分子動力学と多時間相関関数による解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 斉藤真司
  • 学会等名: 第4回分子科学討論会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] Lifetime of dynamical heterogeneity in supercooled liquids and its role in Stokes-Einstein violation (2010)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 斉藤真司
  • 学会等名: Workshop on the Dynamics of the Glass/Jamming Transition in celebration of the 80th birthday of Prof.Kyozi Kawasaki
  • 発表場所: 韓国釜山
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] Role of lifetime of dynamical heterogeneity in Stokes-Einstein violation of glass-forming liquids (2010)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 斉藤真司
  • 学会等名: The ISSP International Workshop on Soft Matter Physics (ISSP/SOFT2010)
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-08-10
• [学会発表] Molecular dynamics studies of slow dynamics in random media : Type A-B dynamics and reentrant transition (2010)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 斉藤真司, 宮崎州正
  • 学会等名: CECAM workshop "Complex dynamics of fluids in disordered and crowded environments"
  • 発表場所: Centre Blaise Pascal, ENS-Lyon, France
  • 年月日: 2010-06-30
• [学会発表] 過冷却液体の動的不均一性について時間スケールに関する一考察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 斉藤真司
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] Slow dynamics in random media: Crossover from glass to localization transition (2010)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 斉藤真司, 宮崎州正
  • 学会等名: The 4th international workshop on "Dynamics in Confinement"
  • 発表場所: Institut Laue Langevin, Grenoble, France
  • 年月日: 2010-03-03
• [学会発表] ガラス転移の不均一ダイナミクスに対する多時間相関関数による解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 斉藤真司
  • 学会等名: 第23回分子シミュレーション討論会
  • 発表場所: 名古屋市中小企業振興会館
  • 年月日: 2009-12-02
• [学会発表] ランダム媒体拘束系のガラス転移 (2009)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 斉藤真司, 宮崎州正
  • 学会等名: 科研費特定領域「ソフトマター物理」第3回公開シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-11-20
• [学会発表] 過冷却液体における動的不均一性の多重時間スケール (2009)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 斉藤真司
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] Time correlations of heterogeneous dynamics in supercooled liquids : Multi-time correlation approach (2009)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 斉藤真司
  • 学会等名: 6th International Discussion Meeting on Relaxations in Complex Systems
  • 発表場所: Sapienza Universita'di Roma, Italy
  • 年月日: 2009-08-30
• [学会発表] Slow dynamics in random media : Crossover from glass to localization transition (2009)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 宮崎州正, 斉藤真司
  • 学会等名: The symposium YKIS2009 "Frontiers in Nonequilibrium Physics : Fundamental Theory, Glassy & Granular Materials, and Computational Physics"
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-08-01
• [学会発表] Time correlations of heterogeneous dynamics in supercooled liquids : Multi-time correlation approach (2009)
  • 著者名/発表者名: 金鋼, 斉藤真司
  • 学会等名: The long-term workshop YKIS2009 "Frontiers in Nonequilibrium Physics : Fundamental Theory, Glassy & Granular Materials, and Computational Physics"
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-07-28
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.dyna.ims.ac.jp/kin/
• [備考] 受賞:第5回日本物理学会若手奨励賞(領域12)