ナノ構造体の力学的・機能的破壊クライテリオンの創出

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23656084
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 嶋田 隆広 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教 (20534259)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: ナノ構造体 / 破壊クライテリオン / マルチフィジックス / 分子動力学 / 第一原理解析

研究概要

本研究では、原子構造体の力学的破壊のみならず機能的不安定性を支配するクライテリオンを開発した。これを強誘電体・磁性体に適用し、クライテリオンとしての有効性を実証した。さらに、本手法により破壊や機能不安定性の起点を特定できることを示した。ナノ構造体では変形と機能が密接に連動する(マルチフィジックス特性)ことが特徴であり、本研究ではナノ構造体のマルチフィジックス特性とその原理を明らかにしている。

研究成果

• [雑誌論文] Multi-physics analysis of nano-structured ferroelectrics by first-principles simulations (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Shimada, Xiaoyuan Wang, Takayuki Kitamura
  • 雑誌名: Acta Mechanica
  • DOI: DOI:10.1007/s00707-013-0873-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] 原子構造体のマルチフィジックス不安定性クライテリオンの提案と強誘電体のドメインスイッチングへの適用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 嶋田 隆広、阪本 博、北村 隆行
  • 雑誌名: 材料 巻: 61巻 ページ: 155-161
  • DOI: DOI:10.2472/jsms.61.155
  • 査読あり
• [雑誌論文] Criterion of Mechanical Instabilities for Dislocation Structures (2012)
  • 著者名/発表者名: Yabin Yan, Tadahiro Kondo, Takahiro Shimada, Takashi Sumigawa, TakayukiKitamura
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering A 巻: Vol. 534 ページ: 681-687
  • DOI: DOI:10.1016/j.msea.2011.12.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab initio study of spin-spiral noncollinear magnetism in a free-standing Fe(110) monolayer under in-plane strain (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Shimada, Junichi Okuno, Takayuki Kitamura
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: Vol. 85, Issue 13, Article number 134440 ページ: 7
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.85.134440
  • 査読あり
• [雑誌論文] First-principles study of nanometer-sharp domain walls in ferromagnetic Fe monolayers under in-plane strain (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Shimada, Junichi Okuno, Yoshiyuki Ishii, Takayuki Kitamura
  • 雑誌名: Journal of Physics: Condensed Matter 巻: Vol. 24, Issue9, Article number 095303 ページ: 8
  • DOI: DOI:10.1088/0953-8984/24/9/095303
  • 査読あり
• [学会発表] Noncollinear magnetic spin-spiral wave excitation in epitaxial Fe(110) monolayer from first-principles (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Shimada
  • 学会等名: International Union of Materials Research Societies -International Conference on Electronic Materials 2012 (IUMRS-ICEM2012)
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20120923-28
• [学会発表] 外部電場下における強誘電体の不安定性クライテリオン (2011)
  • 著者名/発表者名: 嶋田 隆広
  • 学会等名: 日本機械学会第24回計算力学講演会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-10-08
• [学会発表] 原子構造体の磁気不安定性クライテリオンの開発とその適用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 嶋田 隆広
  • 学会等名: 日本機械学会 M&M2011 材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 九州工業大学
  • 年月日: 2011-07-18
• [学会発表] 鉄モノレイヤーのスピンスパイラル磁気構造に関する第一原理マルチフィジックス解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 奥野 潤一
  • 学会等名: 第17回分子動力学シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2011-06-05
• [図書] Fracture Nanomechanics (2011)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kitamura, Hiroyuki Hirakata, Takashi Sumigawa, Takahiro Shimada
  • 総ページ数: 297
  • 出版者: Pan Stanford Publishing Pte. Ltd.
• [備考]
  • URL: http://kitamura-lab.p1.bindsite.jp/kyoto-u/index.html
• [備考]
  • URL: http://kyouindb.iimc.kyoto-u.ac.jp/j/gT3rQ