非晶合金の構造とダイナミックス

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01540294
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 樋渡 保秋 金沢大学, 理学部, 教授 (20019491)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高須 昌子 金沢大学, 理学部, 助手 (50202148)
• Keywords: 非晶合金の構造とダイナミックス / 分子動力学シミュレ-ション / ソフトコアモデル / ガラス転移 / 過冷液体 / トラッピング拡散

Research Abstract

非晶二元合金系の構造とダイナミックスについて以下の考察を行った。
1.原子サイズ比、濃度、原子間ポテンシャルと物性特性:液体の2体分布関数の統計理論の近似の改良を試み、MHNCSを導出した。これを用いて非晶二元合金の濃度揺らぎの安定性(相分離)についての考察を行った。主な結論として、相分離傾向を強める主な要因は次の三つに要約出来ることを明らかにした。(1)原子間ポテンシャルの斥力部分が柔らかいこと、(2)原子サイズ比が大きいこと、(3)低温度であること。この他、濃度依存性についての考察も行った。
2.原子拡散の機構:二成分ソフトコアモデルの分子動力学シュミレ-ションによって、過冷液体、ガラス転移の動的諸性質について考察を行った。主な結果は、(1)ガラス転移近傍で、平均二乗変位、非干渉性散乱関数、ノンガウシアンパラメ-タ等に異常性(擬似動的臨界現象)が現れる。これらの異常性はガラス転移温度より高温で起こる(見掛けのガラス転移)。(2)ガラス転移点近傍では、原子拡散は主に近接原子の協力的なジャンプ運動によって生じる。
3.ガラス転移の動的機構:原子の運動に関する確率方程式(トラッピング拡散モデル)を提唱した。主な結論は、(1)ガラス転移(拡散係数がゼロに転移する)点が存在する。(2)転移点で動的異常性が生じる。(3)以上の結果は時間無限大の極限の特性として得られるものであるが、有限の観測時間に対しては、これらの動的異常性はガラス転移温度より高い温度で既に出現する(見掛けのガラス転移)。これらの結果はMDの結果(2.参照)と極めて良い一致を示す。

Research Products

• [Publications] T.ODAGAKI: "Stochastic model for the glass transition of simple classical liquids" Physical Review A. 41. 929-937 (1990)
• [Publications] T.ODAGAKI: "Stochastic model for a glass transition" Journal of NonーCrystalline Solids. 117/118. 887-889 (1990)
• [Publications] T.ODAGAKI: "GaussianーtoーnonーGaussian transition in supercooled fluids" Physics Review A. 43. 1103-1106 (1991)
• [Publications] 樋渡 保秋: "ガラス転移の擬似動的臨界現象" 日本物理学会誌. 46. 90-97 (1991)
• [Publications] T.ODAGAKI: "Residence time distribution of supercooled fluids" Physicsl review Letter.
• [Publications] T.ODAGAKI: "Apparent glass transtion in a supercooled fluid phase" Physical Review A.
• [Publications] Y.HIWATARI: "Molecular dynamics study of binary alloys near the glass transition" Journal of NonーCrystalline Solids. 117/118. 862-870 (1990)
• [Publications] H.MIYAGAWA: "Dynamical correlations in binary softーsphere glasses" Journal of NonーCrystalline Solids. 117/118. 903-906 (1990)
• [Publications] Y.HIWATARI: "The liquidーglass transition of a binary alloy and LiI" Proc.Int.Workshop on Computational Material Science (August 23ー24 1990,Tsukuba Science City,Japan),in press.(1990)
• [Publications] Y.HIWATARI: "Dynamical singularities near the liquidーglass transition:Theory and molecular dynamics study" Solid State Ionics.
• [Publications] H.MIYAGAWA: "Molecularーdynamics study for the glass transition in binary softーsphere model" Physical Review A.
• [Publications] H.MIYAGAWA: "Molecularーdynamics study for the glass transition in LiI" Progress of Theoretical Physics.
• [Publications] J.TAKASHIMA: "Equilibrium properties of a charged polymer chain with short range interactions:Twoーdimensional Monte Carlo studies" Molecular Simulation.
• [Publications] J.HABASAKI: "Transport and dynamical correlations in glassy states and the liquidーglass transition of Li_2SiO_3" Proc.Taniguchi Int.Symposium XIII(Molecular Dynamics Simulations),Nov.6ー9,Shima,Japan,in press,1990.
• [Publications] Y.HIWATARI: "Molecular dynamics study on selfーdiffusion and the liquidーglass transition" Proc.Taniguchi Int.Symposium XIII(Molecular Dynamics Simulations),Nov.6ー9,Shima,Japan,in press,1990.
• [Publications] S.Kambayashi: "Improved integral equation for highly supercooled liquids:Numerical tests for softーsphere fluids" Physical Review A. 41. 1990-1996 (1990)
• [Publications] S.KAMBAYASHI: "Theory of supercooled liquids and glasses for binary softーsphere mixtures via a modified hypernettedーchain integral equation" Physical Review A. 42. 2176-2183 (1990)
• [Publications] S.KAMBAYASHI: "A modified hypernettedーchain integral equation for the supercooled liquid of inverse power potentials" Journal of NonーCrystalline Solids. 117/118. 92-95 (1990)
• [Publications] S.KAMBAYASHI: "van der waals theory for the supercooled binary softーsphere fluids" Physical Review A.
• [Publications] K.UEHARA: "Molecular dynamics study of PdH_X system" Int.Workshop on Computational Material Science(August 23ー24,1990,Tsukuba Science City,Japan).
• [Publications] Y.HIWATARI/S.ICHIMARU(Editor): "Strongly Coupled Plasma Physics" Elsevier Science Publishers B.V., 163-166/708 (1990)
• [Publications] H.MIYAGAWA/S.ICHIMARU(Editor): "Strongly Coupled Plasma Physics" Elsevier Science Publishers B.V., 167-170/708 (1990)
• [Publications] M.TAKASU/S.ICHIMARU(Editor): "Strongly Coupled Plasma Physics" Elsevier Science Publishers B.V., 679-682/708 (1990)
• [Publications] S.KAMBAYASHI/S.Ichimaru(Editor): "Strongly Coupled Plasma Physics" Elsevier Science Publishers B.V., 683-686/708 (1990)