分子動力学法と電子顕微鏡・電子回折による相変態初期過程のダイナミクスの研究

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本研究は、計算機シミュレーションと回折結晶学的実験手法との組み合わせで合金の構造相変態の初期過程の原子レベルのダイナミクスを明らかにしようとする試みである。今年度は、設備備品として購入したワークステーションより、LANを通じて大型計算機センターのスーパーコンピュータシステムに接続し、分子動力学計算および計算結果の解析・表示を行う一連のシステムを完成した。また計算により出力された各時間ステップの原子位置座標を使って、対応する電子回折図形および高分解能電子顕微鏡像をシミュレーションするプログラムの開発も行った。分子動力学計算の成否は系を記述するポテンシャル関数によって決定される。今年度は二元合金ポテンシャル関数としてNiAl系を取り上げ、組み込みを行った。このポテンシャル関数を用い、NiAlβ相の点欠陥周囲の格子振動の解析を行った。この系は準安定なオメガ近似相を生じることで特徴的である。計算結果として、アルミニウムサイトがニッケル原子で置き換わったアンチサイト欠陥が、この系が潜在的に持っている格子振動の異常を安定化していることが示唆された。このことは相変態の核生成に点欠陥が重要な役割を担っている可能性を強く示唆するものとして興味深い。