界面反応動力学の解明,モデリングと制御

阐明界面反应动力学、建模和控制

基本信息

  • 批准号:
    13450071
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8.58万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究では,申請者らがすでに開発した分子ビーム散乱実験装置系及び量子分子動力学シミュレーションを反応が考慮できるように改良する事により,界面における詳細反応機構の解明,モデリング及び制御を行うことを目的とする.まず,超高真空下で行われる分子ビーム散乱実験において,反応した分子を計測可能なように既存の空間的散乱計測装置の質量分析計を更新し,計測質量範囲が大きくかつ高分解能の高性能四重極質量分析計を設置した.高機能分子ビームの生成は,飛行時間法により確認した.検出器の更新により以前よりも感度良く計測でき,分子ビームが非常に弱い条件においても気体分子の捕捉が可能となった.また,単原子分子の散乱分布を計測も行い,システムとしての動作を確認した.数値計算に関しては,気体分子と固体表面との干渉による反応/生成気体分子の速度分布,散乱角度分布及び流束強度分布及び生成気体分子の分布を,反応を考慮した量子分子動力学シミュレーションにより予測する.まずは,反応を考慮しない単原子分子気体の古典的分子動力学法による解析を行った.そして,行った実験に対して解析を行ったところ,結果は良い一致を示し,単原子分子気体においては鏡面反射方向の散乱が支配的となるが,表面の性質によって分布形状及び散乱方向が影響を受けることが示された.また,量子分子動力学法の手法を確立するために,古典的分子動力学法やその結果を量子化する手法などと比較検討を行い,非常に有効であるものの,定量的な信頼性は量子力学計算による必要があることを明らかにした.
This study aims to develop a molecular scattering device system and a quantum molecular dynamics system to improve the performance of the system, and to clarify the detailed reaction mechanism of the interface. In addition, the mass analyzer of the existing space scattering measurement device was updated and the measurement quality range was increased. The high performance quadrupole mass analyzer with high decomposition energy was set up. High functional molecules are generated, and time of flight method is used to confirm them. The detector is updated in the past, the sensitivity is good, the molecule is very weak, and the capture of the molecule is possible. The scattering of atoms and molecules was measured and the action was confirmed. The numerical calculation is concerned with the velocity distribution, scattering angle distribution and beam intensity distribution of solid molecules and solid surface particles, and the prediction of quantum molecular dynamics. The classical molecular dynamics analysis of atomic and molecular systems was carried out in consideration of the reaction conditions. However, the analysis was carried out in practice, and the results were consistent. It is shown that the dispersion in the direction of specular reflection is dominated by the single atomic molecular body, and the properties of the surface are affected by the distribution shape and the direction of dispersion. The quantum molecular dynamics method is established, and the classical molecular dynamics method and the results are quantized.

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Y.Sakiyama, S.Takagi, Y.Matsumoto: "Full Simulation of Silicon Chemical Vapor Deposition Process"Rarefied Gas Dynamics 22nd International Symposium. 206-213 (2001)
Y.Sakiyama、S.Takagi、Y.Matsumoto:“硅化学气相沉积过程的完全模拟”稀薄气体动力学第22届国际研讨会。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y.Matsumoto, N.Tsuboi, T.Tokumasu, N.Yamanishi: "Multi-scale analysis of non-equilibrium hypersonic rarefied gas flows"Computational Fluid Dynamics JOURNAL. 9・1. 459-470 (2001)
Y.Matsumoto、N.Tsuboi、T.Tokumasu、N.Yamanishi:“非平衡高超音速稀薄气流的多尺度分析”《计算流体动力学杂志》9・1(2001)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
崎山幸紀, 高木 周, 松本洋一郎: "DSMC法による化学反応計算の拡張とLPCVDプロセスへの応用"日本機械学会論文集(B編). 68・667(掲載予定). (2002)
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  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Kimura, S.Maruyama: "A Molecular Dynamics Simulation of Heterogeneous Nucleation of a Liquid Droplet on Solid Surface"Microscale Thermophysical Engineering. 6・1. 3-13 (2002)
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  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S.Maruyama: "FT-ICR Reaction Experiments and Molecular Dynamics Simulations of Precursor Clusters for SWNTs"Perspectives of Fullerene Nanotechnology. 131-142 (2002)
S.Maruyama:“单壁碳纳米管前体簇的 FT-ICR 反应实验和分子动力学模拟”富勒烯纳米技术的观点。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    光石 衛

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