2006 Fiscal Year Annual Research Report
超並列大規模量子ダイナミクスシミュレータの開発・応用
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17064009
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
森川 良忠 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (80358184)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白井 光雲 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (60178647)
濱田 幾太郎 大阪大学, 産業科学研究所, 招へい研究員 (80419465)
柳澤 将 大阪大学, 産業科学研究所, 特任研究員 (10403007)
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| Keywords | 第一原理分子動力学法 / 並列計算 / 有機・金属界面 / 電気化学反応 / 燃料電池 / シリコン |
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| Research Abstract |
本研究グループでは、半導体表面、触媒、有機/金属界面、電極界面、半導体中の不純物拡散、物質の温度・圧力による構造転移といった複雑であるが基礎科学的にも応用上も有用な系について、精度良く、且つ、効率的な第一原理シミュレーションを可能にする第一原理分子動力学シミュレータを開発する。本年度は、手法に関しては、有機/金属界面を取り扱う上で重要となるファンデルワールス相互作用の取り入れた点などに成果があった。平行してシミュレータを具体的な系に適用して次のような成果を上げた。半導体表面/界面や有機/金属界面、触媒表面、電極表面などでの反応や、半導体中の不純物拡散過程などは、半導体デバイス、有機分子デバイスや燃料電池、太陽電池といった応用上重要な系であり、多くの研究がなされている。これらの系の現象を原子レベルで解明し、その性質を支配する主要な要因を明らかにすることにより、これらデバイスや触媒の効率を飛躍的に向上させるための指針が明らかになると期待できる。しかしながら、実験的に原子レベルの現象や電子状態を解明することは困難な場合が多く、第一原理電子状態計算による精度の良いシミュレーションが大きな役割を果たす。本研究では高効率で高精度な第一原理分子動力学シミュレータを開発し、これらの系に対して適用していくことを目指している。H18年度も引き続き、森川、濱田、柳澤は、第一原理分子動力学シミュレータ「STATE-Senri」の開発・整備を進めつつ、有機/金属界面、電極界面、触媒表面上での化学反応過程、GaNの結晶成長で有用なGa_xNa_<1-x>合金中でのNの溶解などに関する研究を行った。白井は第一原理擬ポテンシャル法のプログラム「Osaka2k」を用いて主に物質のダイナミックスのデザインを行っている。これは物質の動的な性質を利用した、物質探索、プロセス開発を目指すものである。H18年度はシリコン中での不純物の拡散制御、赤外吸収分光のシミュレーション、水素の挙動、ホウ素の有限温度・圧力下での安定性などについて研究を進めた。
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Research Products
(16 results)
