权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

並列分子動力学/電子状態計算手法によるナノ構造セラミックスの粒界形成・機能制御

使用并行分子动力学/电子结构计算方法对纳米结构陶瓷进行晶界形成和功能控制

基本信息

批准号：
14750554
负责人：
鶴田健二
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、申請者がこれまで蓄積してきた研究成果を踏まえた上で、更なる発展を目指し、下記のような達成目標を掲げてきた:(a)粒界不純物拡散機構に対する分子動力学/電子状態解析;(b)ナノ構造中の電子伝導の解析;(c)超長時間シミュレーション手法の確立とナノ粒子成長・粒界移動解析への適用。最終年度である本年度では、下記の成果により上記目標のほとんどが達成された。(1)計算グリッド上での高効率な計算を可能にするO(N)並列TBMDおよびハイブリッド並列TBMD/MDコードを完成させた。(2)上記のO(N)並列TBMDおよびハイブリッド並列TBMD/MD法により、Si結晶・粒界中の水素拡散に関するマルチスケールシミュレーションを実施し、高温におけるSi結晶・粒界付近での水素拡散のメカニズムを解析した。(3)前年度から引き続いて、古典MDとTBMDとの併用、ならびに上記のハイブリッドTBMD/MD手法を用いて、SiおよびSiC結晶粒界の高温における構造安定性の解析を行った。また、Si粒界における電子状態の局在性を、電子密度行列の空間的広がりから解析し、ボンドの乱れとs軌道成分の増大との関係を定量的に明らかにした。(4)Si結晶中の不活性原子のTBMDシミュレーションを実施し、安定位置、拡散経路ならびに活性化エネルギーの見積もりを行った。(5)多項式展開法による時間依存シュレディンガー方程式の高速計算法を開発し、鎖状ナノ構造Si中の電子伝導ダイナミックスの解析を行った。(6)超長時間シミュレーションを可能にする確率的差分方程式法を密度汎関数分子動力学シミュレーションへ適用し、その有用性と数値的安定性を検証した。

This research is done, and the applicant is accumulating research results. The purpose of the development is to achieve the goal of achieving the following goals: (a) Grain boundary impurity scattering mechanism対するMolecular dynamics/electron state analysis; (b) analysis of electron guidance in ナノ structure; (c) ultra-long time シミュレーション technique established and とナノ particle growth and particle boundary movement analysis are applicable. In the final year, this year's results will be achieved, and the results listed below will be achieved. The goals listed above will be achieved. (1) Calculation of high-efficiency calculations is possible. O(N) parallel TBMD is completed. Parallel TBMD/MD is completed. (2) The above-mentioned O(N) parallel TBMD method and the parallel TBMD/MD method are used, and the water content in the Si crystal and grain boundary is separated. High temperature and high temperatureるSi crystal, grain boundaries are close to the water element and the water is dispersed. The analysis is done. (3) The previous year's から cited き続いて, classical MD とTBMD との, and ならびに上记のハイブリッドTB The MD/MD technique is used to analyze the structural stability of SiC crystal grain boundaries at high temperatures.また、Si particle boundary におけるThe locality of the electron state を、The 広がりか of the space of the electron density arrayらAnalysisし, ボンドの乱れとs orbital components のincrease large とのrelations をに明らかにした. (4) The inactive atoms in the Si crystal are the TBMD and the stable position, and the activation of the inactive atoms in the Si crystal is the もりを行った. (5) The polynomial expansion method is a time-dependent high-speed calculation method for equations, and a lock-like structure is used to calculate electrons in Si and is used for analysis. (6) The differential equation method and the density pan-correlation number of the ultra-long-term シミュレーションをpossible and accurate accuracy The application and usefulness of molecular dynamics and the stability of numerical values are proven.