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経路積分セントロイド分子動力学計算による固体・液体水素の量子ダイナミクスの研究

利用路径积分质心分子动力学计算研究固液氢的量子动力学

基本信息

批准号：
09740433
负责人：
衣川健一
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Nara Women's University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

固体水素系に対して適用される、径路積分セントロイド分子動力学(CMD)シミュレーションの運動方程式(定温定圧規準振動CMD法)、数値積分アルゴリズム、およびCMDシミュレーションのためのプログラムを開発した。この方法・ソフトウェアを用い、結晶のパラ水素に対する、定温定圧のCMDシミュレーションを行った。粒子数216個のhCP格子に村する計算で、Nose-Hoover chain型の定温法とAndersenの定圧法を組み合わせている。このシミュレーションによって相当時間にわたるセントロイドのトラジェクトリーを得、そのデータをもとに、セントロイドの速度自己相関関数のパワースペクトル(フォノン状態密度)の解析を行った。計算された振動スペクトルは実験のフォノン状態密度によく一致した。核の量は子化により零点振動によってセントロイドの感じる有効ポテンシャルが浅くソフト化することがわかった。量子化した系が古典系よりも融解しやすい理由はこの有効ポテンシャルの変化であることもわかった。また、量子化によってスペクトルが著しくレッド・シフトし、有効ポテンシャルのソフト化に対応していることがわかった。さらに、時空相関関数の一種である、実時間・逆空間に対する中間散乱関数(コヒーレント、インコヒーレント成分とも)を計算し、そのフーリエ変換から動的構造因子を各散乱ベクトルの方向に対して求めた。その結果、実験的なフォノンの分散関係に見られるような振動数の分散が観測された。

The equation of motion of solid water system (CMD method at constant temperature and constant pressure), path integral and molecular dynamics (CMD) are developed. The method includes the following steps: applying the solution to the crystal, adjusting the temperature and the pressure, and performing the CMD system. The calculation of hCP lattice with 216 particles, the combination of Nose-Hoover chain type constant temperature method and Andersen constant pressure method The analysis of the correlation between the speed and the density of the state in the corresponding time frame Calculation of the state density of vibration This is due to the fact that the effective feedback from the zero-point vibration caused by the vibration of the core can be improved. The quantum system is a classical system, and the reason for this is that the quantum system is a classical system. For example, if you want to change your mind, you can change your mind. A kind of time and space-time correlation coefficient is calculated. The structure factor of each scattering coefficient is calculated according to its direction. The results show that the dispersion of vibration number is measured by the dispersion of vibration number.