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表面触媒反応の量子分子動力学的解析

表面催化反应的量子分子动力学分析

基本信息

批准号：
04J10106
负责人：
山口浩樹
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

表面触媒反応の詳細反応メカニズムを数値的に解析を行った.手法としては,第一原理量子力学的手法である密度汎関数法や分子動力学法を用いた.まず,解析対象として,単層カーボンナノチューブの生成過程に着目した.単層カーボンナノチューブの生成においては金属表面における表面触媒反応が重要役割を担ってと考えられているが,具体的な生成メカニズムは明らかとなっていない.そこで,アルコールを原料とした化学気相成長法を用いた単層カーボンナノチューブの生成過程における表面触媒反応のマルチスケール解析に着手した.具体的には,まず密度汎関数法に基づく量子力学シミュレーションにより原料のアルコールの金属表面での解離反応の解析を行っている.また,同時に,既存の量子力学解析に基づくポテンシャルを利用した分子動力学解析を行い,金属クラスターに吸着する炭素原子から単層カーボンナノチューブの生成が起こるかどうかの解析も行っている.これらを組み合わせることにより,生成メカニズムの一端が明らかになると考えられる.また,同様の表面触媒反応の系として炭化珪素の結晶成長過程に着目し,様々な活性種が膜成長にどのように影響するかも解析を行っている.具体的には,密度汎関数法を用い,活性種と表面の吸着反応の障壁を求めることで,その活性種の膜成長への寄与を見積もった.その結果,いくつかの活性種が膜成長に対し重要な役割を果たしていることが明らかとなった.

Detailed analysis of the surface catalytic reaction reaction method and the numerical value of the reaction method, the first The method of principle quantum mechanics is the density-general correlation method and the molecular dynamics method. It is used to analyze the image.して, 単layer カーボンナノチューブのGeneration process に目した.単layer カーボンナノチューブのGeneration においてはMetal surface におけるSurface catalytic reaction がImportant service cutting ってとKao えられているが,specifically produced メカニズムは明らかとなっていない.そこで,アルコールを raw material The とした chemical phase growth method uses the いた単layer カーボンナノチューブの generation process and the における surface contact The analysis of the media back and forth is carried out. The specific parameters are based on the density-generated number method and the quantity. Sub-mechanics material surface analysis of raw materials and dissociation reactionっている.また, at the same time, existing quantum mechanics analysis にbased づくポテンシャルをutilization した分Sub-dynamic analysis を行い, metal クラスターに absorbs carbon atoms から単layer カーボンナノチューブのGenerationが出こるかどうかのanalyticsも行っている.これらを组み合わせることにより,Generate one end of the メカニズムの明らかになると考えられる.また, the same surface catalyst reaction 応のThis is due to the influence of the crystallization growth process of carbonized pyridine and the film growth of active species. Analytical analysis method. Specific analysis method. Use of density-general correlation method. Active species and surface adsorption. The barrier of the reaction is the result of the membrane growth of the active species and the result of the accumulation of the membrane.いくつかのActive species がfilm growth に対しimportant な佪 Cut をfruit たしていることが明らかとなった.