結晶表面間の原子間相互作用の解析

晶体表面之间原子相互作用的分析

• 批准号: 05750117
• 负责人: 武澤 伸浩
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 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: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750117/
• 关键词: 原子間相互作用; ナノスケール切削; 結晶表面; 有限要素法

この研究は、ナノスケール切削の切削現象の構造解明のために必要である工具-被削材間の原子間相互作用を求めることを最終的な目的としている。原子間相互作用は量子計算により求めることが可能ではあるが、工具-被削材間の原子感相互作用は結晶表面間の相互作用であり、通常の量子計算で原子間相互作用を求めようとすると非常に多くの原子を並べたモデルを使って計算する必要がある。しかし、現在の計算機の能力では多くの原子を並べたモデルを計算することは不可能である。そこで少ない原子で結晶表面間の原子間相互作用を求めるためのモデルを考案した。考案したモデルは次のような考え方で作った。まず、結晶の表面に水平な方向には周期性があることを利用し、Wigner-Seitzの方法を用いた周期境界条件を設定する。次に結晶内部の原子の電子分布は既知であるので、結晶内部の原子の電子分布を固定した。このモデルにより、結晶表面の工具原子1個と被削材原子1個について計算すれば、結晶表面間の原子間相互作用を求めることができる。しかしながら、このモデルは複雑な境界条件を持つため、量子計算の基底関数に通常用いられるSlater型関数やGauss型関数、そして球面調和関数といった関数系を用いることが不可能である。また、今回考案したモデルは工具や被削材の原子によって境界条件が変化する。そこで、複雑な境界条件に簡単に適用できるように基底関数に有限要素法の形状関数を用いることにした。今年度の研究では、工具にダイヤモンド、被削材を銅としたモデルを考え、原子間相互作用を計算するシステムを作成し、原子間相互作用を求めることができた。例えば原子間距離が4.0〔a.u.〕のとき、結晶表面の炭素原子1個と銅原子1個の持つポテンシャルエネルギは、約-837.98〔a.u.〕である。これらの計算結果から、このモデルは若干の改良の必要があるが、かなり妥当なものであるといえる。

This study is aimed at understanding the structural characteristics of cutting phenomena and the interaction between atoms and the workpiece. Atomic interactions are possible in quantum computing, atomic interactions between tools and substrates, interactions between crystal surfaces, and interactions between atoms in general quantum computing. The power of modern computers is impossible to compute. A study of atomic interactions between crystal surfaces The test case is not a test case. The horizontal direction of the crystal is periodic. The Wigner-Seitz method is used to set the periodic boundary condition. Secondly, the electron distribution of atoms inside the crystal is already known, but the electron distribution of atoms inside the crystal is fixed. 1 atom of tool on crystal surface 1 atom of material to be cut 1 atom of tool on crystal surface The basic relations of quantum computing are usually used in Slater type relations, Gauss type relations, spherical harmonic relations, and relationship systems. The atomic boundary conditions of the tool and the material to be cut are changed. For example, if the number of elements is equal to the number of elements, the number of elements is equal to the number of elements. This year's research has been conducted on the calculation of interatomic interactions and the calculation of interatomic interactions. For example, the distance between atoms is 4.0 [a.u.] 1 carbon atom on the crystal surface 1 copper atom on the crystal surface, about-837.98 [a.u.]である。The calculation results of this paper are as follows: