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2023 年度 研究成果報告書

遺伝的アルゴリズムを用いたフォノン状態密度解析手法の確立と実在物質への適用

研究課題

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研究課題/領域番号 21K05001
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分32010:基礎物理化学関連
研究機関阿南工業高等専門学校

研究代表者

上田 康平  阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 准教授 (60612166)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード比熱 / フォノン
研究成果の概要

比熱はフォノンを含むすべての自由度の寄与を反映するが,フォノンの周波数分布(g(ω),ωは振動数)を比熱から求めることは,一般に困難であり,実在物質のg(ω)を比熱から解析し,さらにその解析結果を熱異常に対する正常比熱の決定に用いることは,ほとんど成功していなかった。本研究では遺伝的アルゴリズムを利用したg(ω)の解析方法を開発し,さらにそれを比熱の解析方法に応用する方法を確立した。

自由記述の分野

物理化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

比熱からのg(ω)解析は,Einstein模型,Debye模型から始まる100年間にわたって取り組まれてきた問題である。しかし,従来の手法には多くの制約があり実在物質の解析はほとんど行われていなかった。本研究ではこれらの制限を解決した。この新手法により,これまで議論できなかった小さな熱異常や低エネルギー励起等の解析が可能となった。また,熱工学や材料科学の分野でg(ω)の情報が必要とされ、データベースの構築も進んでいる。中性子実験などに比べてはるかに手軽な比熱測定から,正確なg(ω)を決定できるようになり,実学への応用も大いに期待できる。

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公開日: 2025-01-30  

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