比直交基底タイトバインディング分子動力学法の開発とフラーレン構造体への応用

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今回の研究期間において、我々は炭素系、シリコン系の構造緩和や分子動力学をタイトバインディング法により行った。具体的には以下のようなことを行った。1)既存のタイトバンディングパラメーターを改善し、それを用いた第一原理分子動力学法によりC60クラスターの衝突過程のシミュレートとC60+クラスターの振動スペクトルの計算を行った。2)巨大炭素クラスター(C120,C240,C420などの同位体)の構造緩和を行った。また、それらのクラスターの凝集エネルギーとバンドギャップを計算し、熱的安定性と動的安定性を調べた。3)いくつかのフラーレン(特にド-ナッツ形C240の同位体)の振動スペクトルを計算し、それらの機械的な安定を調べた。4)C60二重体のIR活性モード、ラマン活性モード、およびIR吸収スペクトルの計算を行った。5)シリコン(001)表面の構造緩和とエネルギー状態について、冷却過程のシミュレートと遺伝的アルゴリズムの手法を用いて調べた。6)これらの研究結果はすでに雑誌に掲載または投稿されている。このタイトバインディング法に関する研究は今後も継続していく予定であり、現在は炭素、シリコン以外の元素系(特に遷移元素系)のタイトバインディングパラメーターの作製を行っている。すでに銅とチタンのタイトバインディングパラメーターは作製されており、これを用いた研究結果は日本金属学会の平成9年春期大会とMRSの97年春期大会で発表する予定である。