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2010 年度 実績報告書

第一原理分子動力学シミュレーションによる液体の圧力誘起構造変化の研究

研究課題

研究課題/領域番号 22540389
研究機関広島大学

研究代表者

星野 公三  広島大学, 大学院・総合科学研究科, 教授 (30134951)

研究分担者 宗尻 修治  広島大学, 大学院・総合科学研究科, 准教授 (90353119)
キーワード液体金属 / 圧力誘起構造変化 / 第一原理シミュレーション / 分子動力学法 / スズ / アモルファス氷 / ナトリウム
研究概要

本研究の目的は、第一原理分子動力学シミュレーションにより、高温・超高圧下における種々の液体の圧力誘起構造変化を、電子状態の圧力変化にもとづいて、理論的に解明することである。
〔1〕液体ナトリウムにおける圧力誘起構造変化
本年度は、シミュレーションで扱う原子数を増加させてシミュレーションにより融解曲線のシステムサイズ依存性を調べた。その結果、3s価電子モデルはシステムサイズを大きくすると融点が実験結果より低くなり、2p3s価電子モデルではシステムサイズを大きくしていくと融点が実験値に近づくことを明らかにし、2p3sモデルの妥当性および200個以上の原子数が必要であることを示した。
〔2〕液体スズにおける静的・動的構造の圧力依存性
本年度は、高温・高圧下における液体スズに対してシミュレーションにより求めた動的構造因子および流れの相関関数の横成分と縦成分の詳しい解析により、音速には縦波だけでなく横波も存在することを明らかにし、最近の実験結果の解釈に理論的根拠を与えることができた。
〔3〕アモルファス氷における圧力誘起構造変化
分子動力学シミュレーションにより、低温におけるアモルファス氷の構造の圧力依存性を調べた。シミュレーションで求めた平均自乗変位、酸素-酸素動径分布関数、平均配位数、酸素-酸素-酸素ボンド角分布などから、圧力誘起低密度アモルファス氷から高密度アモルファス氷への転移が、4配位構造から5配位構造への変化であることを明らかにした。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Pressure-induced structural change from low-density to high-density amorphous ice by molecular-dynamics simulations2011

    • 著者名/発表者名
      K.Hoshino,T.Yoshikawa and S.Munejiri
    • 雑誌名

      Computer Physics Communications

      巻: 182 ページ: 49-51

    • URL

      http://dx.DOI:.org/10.1016/j.cpc.2010.07.039

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-space investigation of a transverse wave in a liquid system generated by a molecular dynamics simulation2011

    • 著者名/発表者名
      S.Munejiri, F.Shimojo and K.Hoshino
    • 雑誌名

      Computer Physics Communications

      巻: 182 ページ: 58-61

    • URL

      http://dx.DOI:.org/10.1016/j.cpc.2010.08.026

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio study on the hydrogen desorption from MH-NH_3 (M=Li, Na, K) hydrogen storage systems2011

    • 著者名/発表者名
      A.Yamane
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics

      巻: 134 ページ: 124515(8pp)

    • 査読あり
  • [学会発表] 低密度液体イオウの構造-第一原理分子動力学法2010

    • 著者名/発表者名
      宗尻修治
    • 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] 第一原理分子動力学法によるLiNH_2BH_3からの水素放出2010

    • 著者名/発表者名
      山根阿樹
    • 学会等名
      日本金属学会2010年秋期大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2010-09-26
  • [学会発表] 高圧力下におけるナトリウムの融解曲線2010

    • 著者名/発表者名
      星野公三
    • 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
      2010-09-25
  • [学会発表] Effects of system-size and inner-core 2p states on melting of dense sodium at high pressure : ab initio molecular-dynamics simulation2010

    • 著者名/発表者名
      K.Hoshino
    • 学会等名
      第14回液体およびアモルファス金属国際会議
    • 発表場所
      ローマ大学,イタリア
    • 年月日
      2010-07-16
  • [学会発表] Structure of expanded liquid sulfur studied by ab initio mole cular-dynamics simulations2010

    • 著者名/発表者名
      S.Munejiri
    • 学会等名
      第14回液体およびアモルファス金属国際会議
    • 発表場所
      ローマ大学,イタリア
    • 年月日
      2010-07-15
  • [学会発表] Hydrogen Desorption from Metal Hydride and Ammonia : ab initio Molecular-dynamics Simulation2010

    • 著者名/発表者名
      A.Yamane
    • 学会等名
      Materials Research Society (MRS) Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco,アメリカ
    • 年月日
      2010-04-20

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公開日: 2013-06-26  

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