超高圧高温下における典型元素金属液体の分子動力学シミュレ-ション

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地球の外核の物質の分子シミュレ-ションを最終目的とし、本年度は超高圧下での典型元素の金属融体の分子シミュレ-ションの基本的問題の解決をめざした。問題の第1は、常圧から超高圧まで適用可能な金属原子間ポテンシャルモデルの開発である。従来用いられてきた原子間距離の3乗に反比例する長距離減衰振動ポテンシャルモデルが、充分な物理的意味と広範囲の適用性に欠けることの反省に立って、新たな典型元素金属原子間ポテンシャルモデルを構築した。精密な金属電子論から、その減衰がより速いことから、本モデルでは距離の4乗に反比例することとし、フェルミ半径をあらわに入れることにより体積依存の相互作用モデルを提案した。このモデルを用いて有効に計算するプログラムの開発は第2の課題である。本研究ではこれまで開発してきていたイオンの分子動力学計算プログラムに、いくつかのプログラムからなる計算システムを作成した。これらのモデルとプログラムを用いて、金属Naの結晶と液体の分子動力学計算を超高圧まで行なった。その結課、結晶の高圧誘起相転移を予測し、また超高圧下の液体構造は常圧のものと本質的に変わらないことが予想された。