分子動力学ポテンシャルの格子気体モデルへの繰り込み理論

分子动力学势重整化为晶格气体模型理论

• 批准号: 11875134
• 负责人: 大野 かおる
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Yokohama National University (2000)Tohoku University (1999)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11875134/
• 关键词: 繰り込みポテンシャル; 分子動力学法; モンテカルロシミュレーション; 格子気体模型; クラスター変分法; 分配関数; 規則不規則変態; 相転移; ポテンシャルマッピング

置換型合金の原子拡散や規則不規則変態などは長時間スケールの現象であり、分子動力学法の適用限界を遥かに越えている。この種の現象は格子気体モデルで扱うのが効率的である。我々は、現実的な非離散系の分配関数と格子気体モデルの分配関数が等しいという条件から格子気体モデルの相互作用パラメータを決定するという、全く新しい考え方に基づく「ポテンシャル繰り込み理論」を提案し、発表してきた。本研究では、Si結晶、Cu_xAu_<1-x>合金に対して、このポテンシャル繰り込み理論を用いて各温度で決定された相互作用パラメータを持つ格子気体モデルのモンテカルロ・シミュレーションを行った。また、C_<60>結晶に対してもポテンシャル繰り込み理論を適用し、得られた格子モデルにクラスター変分法(CVM)を適用して系の状態図を調べた。Si結晶の場合、これらの計算から得られた、熱膨張係数、相変態温度などは、仮定したポテンシャルを用いて分子動力学シミュレーションから得られる値とほぼ一致した。Cu_xAu_<1-x>合金の規則不規則変態については分子動力学計算が出来ないので、比較が困難であったが、Cu_3AuおよびCuAuの場合に我々の得た規則不規則変態温度は、実験値と50K程度のずれの範囲で一致した。C_<60>の場合には、低次の近似でクラスター変分法を適用して状態図の計算を試みたが、近似の精度が芳しくなく、現在のところあまり良い結果が得られていない。今後、より高い近似のクラスター変分法を適用していくことが課題となる。本研究により、ポテンシャル繰り込み理論の有効性が示された。この方法は、分子動力学法と格子気体モデルを繋ぐ架け橋となる有力な研究手法であり、今後、数多くのの現実系に適用され、その真価が発揮されていくものと信ずる。

Atomic dispersion of substitutional alloys, irregular behavior, and long-term phenomena, limits of application of molecular dynamics The phenomenon of this kind of phenomenon is that the lattice is very small and the efficiency is very low. We propose a new method for determining the distribution relations of lattice particles and lattice particles in a non-discrete system, which is based on the theory of lattice particles. In this study, the interaction between Si crystals and Cu_xAu_alloys was determined by the temperature theory<1-x>. C_<60>Crystallization is applicable to the state of the system Si crystallization, thermal expansion coefficient, phase transition temperature, phase transition temperature Molecular dynamics calculation of Cu_xAu_alloy <1-x>with irregular state is difficult to obtain and compare. In the case of Cu_3Au and CuAu, the temperature of Cu_xAu_alloy with irregular state is consistent with that of Cu_xAu_alloy with irregular state at 50K. C_<60>In the case of low order approximation, the calculation method is applied to the state, the approximation accuracy is improved, and the result is improved. From now on, the approximate classification method is applicable to the problem. This study shows that there are some differences between the two theories. This method is based on molecular dynamics and lattice dynamics. It is a powerful research method. In the future, it is suitable for many practical systems.

项目成果

J.Onoe,K.Ohno,Y.Kawazoe and K.Takeuchi: "X-ray Photoelectron Spectroscopy and Ab Initio Molecular-Dynamics Studies of an Air-Exposed C_<60> Film"Transactions of the Materials Research Society of Japan. 25. 1011-1014 (2000)

J.Onoe、K.Ohno、Y.Kawazoe 和 K.Takeuchi：“空气暴露的 C_<60> 薄膜的 X 射线光电子能谱和从头算分子动力学研究”日本材料研究学会汇刊。

K.Ohno and Y.Kawazoe: "A Modified CCA Model Describing Gelation Processes"Computational and Theoretical Polymer Science. 10. 269-274 (2000)

K.Ohno 和 Y.Kawazoe：“描述凝胶化过程的改进的 CCA 模型”计算和理论高分子科学。

M.Ishihara,H.Mizuseki,K.Ohno and Y.Kawazoe: "Multi-Valued Magnetic Recording Scheme by Self-Organized Magnetization Dynamics"Materials Transactions, JIM. 40. 1319-1322 (1999)

M.Ishihara、H.Mizuseki、K.Ohno 和 Y.Kawazoe：“自组织磁化动力学的多值磁记录方案”Materials Transactions，JIM。

K.Ohno, K. Esfarjani, Y.Kawazoe: "Springer Series in Solid-state Sciences, Vol.129 "Computational Materials Science : From Ab Initio to Monte Carlo Methods""Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg. 325 (1999)

K.Ohno、K. Esfarjani、Y.Kawazoe：“Springer 固态科学系列，第 129 卷“计算材料科学：从从头到蒙特卡罗方法””Springer-Verlag，柏林、海德堡。

R.Sahara,H.Mizuseki,K.Ohno,S.Uda,T.Fukuda and Y.Kawazoe: "Body-centered-cubic lattice model with many-body interactions representing the melting transition in Si"Journal of Chemical Physics. 110. 9608-9617 (1999)

R.Sahara、H.Mizuseki、K.Ohno、S.Uda、T.Fukuda 和 Y.Kawazoe：“具有代表 Si 熔化转变的多体相互作用的体心立方晶格模型”化学物理杂志。