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

遗传算法声子态密度分析方法的建立及其在实际材料中的应用

• 批准号: 21K05001
• 负责人: 上田 康平
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Anan National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05001/
• 关键词: 比熱; フォノン

本研究の目的は，遺伝的アルゴリズムを利用して，比熱から，フォノンの周波数分布(g(ω)，ωは振動数)を求める方法を開発し，さらにそれを比熱の解析方法に応用する方法を確立することにある。現在までに，不確かさ内で比熱を再現するg(ω)を得る手法は開発済みである。しかし，それが物理的に有意な解であるかの保証はない。ナフタレンは中性子実験，分光実験，計算化学など複数の手法からg(ω)が報告されており，提案する手法で比熱から導出されたg(ω)が真のg(ω)であるかを見極めるためのよいモデル物質となりうる。ただし，極低温領域の比熱は報告されていなかったため，ナフタレンの比熱を２Ｋまで測定した。十分な精度での測定に成功し，デバイ温度の決定までをおこなった。比熱には，すべての分子振動の影響が含まれている。解析に用いた比熱の温度領域に比べ相応に高いエネルギー領域にある高振動数の分子振動の分布の詳細は，比熱には平均的な物としての寄与としてしかなく，量子化学計算の結果を用いて近似すれば十分と考えていたが，その近似では不十分な場合があることを前年度に見出している。このような現象は，分子内振動自由度が少ない比較的小さな分子でより顕著であった。つまり，比熱測定を行ったエネルギースケールから相当離れたエネルギーのg(ω)をも比熱から導出可能である。6原子からなるジ亜リン酸の210 K以下の比熱には，エネルギースケールが約４倍のω＝800 K近くまでのg(ω)の情報が有意に含まれていることが分かった。

The purpose of this study is to develop a method for calculating the frequency distribution (g(ω), ω) of the specific heat and to establish a method for analyzing the specific heat. Now, if you don't know exactly what's going on inside, you're going to have to do something about it. The intention of physics is to guarantee it. The method of calculating chemistry is to derive the specific heat from g (ω). The specific heat in the cryogenic region was measured at 2K. The determination was successful with very high accuracy, and the determination of temperature was successful. The molecular vibration of the heat exchanger is affected by the heat exchanger. The analytical results of quantum chemical calculations are approximated by the temperature domain, the temperature domain, and the molecular vibration domain. The phenomenon of " The specific heat measurement is based on the calculation of g(ω) and g(ω). The specific heat of 6 atoms below 210 K is about 4 times higher than that of ω=800 K. The information of g(ω) is intentionally contained in the information.

项目成果

定圧熱容量からフォノン状態密度分布を導出する方法の開発と実在物質への適用

开发一种从恒压热容导出声子状态分布密度的方法及其在实际材料中的应用

• 发表时间: 2021
• 作者: 上田 康平;小國正晴
• 通讯作者: 小國正晴

Phase-Transition Behaviors of Crystalline Hypophosphorous Acid and a Feasible Incommensurate Wave-like Array of the Proton Displacements from Each Center of Hydrogen Bonds along the 1-Dimensional Chain

结晶次磷酸的相变行为和一维链上每个氢键中心的质子位移的可行的不相称波状阵列

• DOI: 10.1021/acs.jpcc.2c07061
• 发表时间: 2023
• 期刊: The Journal of Physical Chemistry C
• 作者: Masako Yokoyama;Ryohei Kishi;Yasutaka Kitagawa;西本拓史，角屋智史，三宅力優，小田丈志，西田純一，久保和也，田島裕之，川瀬毅，山田順一;Kohei Ueda and Masaharu Oguni
• 通讯作者: Kohei Ueda and Masaharu Oguni