分子シミュレーション法を用いた液体-固体相転移の研究

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平成18年度は下記の研究を行った。1.マルチカノニカル(MUCA)MC計算によるL-J流体の液体-固体相転移の研究256個のアルゴン系のMUCAMC計算を行った。130K付近と60K付近で熱力学量の不連続な変化が見られ、それぞれ液体-固体相転移と固体-固体相転移あることがわかった。動径分布関数から、80Kでの構造は面心立方構造とも六方細密構造とも異なること、50Kでの構造は六方細密構造に近いことがわかった。この結果をCroat.Chem.Actaに投稿し、受理されたところである。2.isobaric-multithermal (MUTH) MC計算によるL-J流体の液体-固体相転移の研究(1)108個のアルゴン系で初期圧力1atmのMUTHMC計算を行った。87K付近に液体-固体相転移があること、固体状態が面心立方構造であることを確認した。相転移温度前後の確率分布の等高線図の変化も調べた。(2)108個のアルゴン系で初期圧力3000atmのMUTHMC計算を行った。再重法を用いて、圧力3000,2500,2000,1500,1000atmでの熱力学量の温度変化を調べた。熱力学量間の関係式が成立していることを確認した。融点の圧力変化を実験結果と比較した。求めた熱力学量の信頼性を検討した。(1)の結果および(2)の結果は、各々投稿準備中である。3.水の液体-固体相転移の研究系の最低エネルギー状態やエントロピーを容易に計算できるマルチカノニカル法の特長を利用して氷のMUCAMC計算を行った。実験値の誤差範囲内でかなり正確な氷の残余エントロピーを算出でき、この結果をPhys.Rev.Bに発表した。これらの結果をMath/Chem/Comp 2006, EMLG/JMLG annual meeting 2006,分子構造総合討論会2006,日本物理学会2007年春季大会にて発表した。