Metadyancmis based searching for the stable structure of nano-scale interfaces and its application to the evaluation for their adhesion properties

基于Metadyancmis的纳米级界面稳定结构的寻找及其在粘附性能评价中的应用

• 批准号: 21760065
• 负责人: HARA Shotaro
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21760065/
• 关键词: 計算物理; ナノ材料; 材料強度

The stable structures of nano-scale interfaces are the results of the kinetics associated with thermally activated processes at the atomic scale. However, molecular dynamics (MD) simulations can only span a very limited time which hinders one from gaining full view of the mechanics. Here, we have developed (1) large scale reaction pathway analysis (NEB) and (2) a transformation strain-boost hyperdynamics method for accelerating atomistic simulations, which is found to be efficient and robust for exploring collective stress-driven processes like dislocation nucleation. By introducing an adaptive algorithm, we directly access the finite-temperature dynamical process of dislocation nucleation in compressed Cu nano-pillar over timescale comparable to laboratory experiments. Our method provides stress- and temperature-dependent activation enthalpy, activation entropy and activation volume for surface dislocation nucleation with no prior guidance about crystallography or deformation physics.

纳米尺度界面的稳定结构是与原子尺度的热激活过程相关的动力学的结果。然而，分子动力学（MD）模拟只能跨越一个非常有限的时间，这阻碍了一个获得完整的力学视图。在这里，我们开发了（1）大尺度反应途径分析（NEB）和（2）用于加速原子模拟的转换应变增强超动力学方法，该方法被发现对于探索集体应力驱动的过程（如位错成核）是有效和鲁棒的。通过引入自适应算法，我们直接访问的有限温度动力学过程中的位错形核压缩铜纳米柱超过时间尺度的实验室实验。我们的方法提供了应力和温度相关的激活焓，激活熵和激活体积的表面位错成核，没有事先指导晶体学或变形物理。

项目成果

Multiscale analysis for dislocation nucleation and thin film delamination

位错成核和薄膜分层的多尺度分析

• 发表时间: 2010
• 作者: 荻野正雄;武居周;野津裕史;杉本振一郎;吉村忍;原祥太郎
• 通讯作者: 原祥太郎

均質転位核生成過程における活性化エネルギーに関する結晶構造の影響

晶体结构对均匀位错成核过程活化能的影响

• 发表时间: 2010
• 作者: S. Isojima;J. Satsuma;Hasan A.Saeed
• 通讯作者: Hasan A.Saeed

応力駆動原子プロセスに向けた加速化分子動力学法Strain-Boost Hyperdynamics

应力驱动原子过程的加速分子动力学方法应变增强超动力学

• 发表时间: 2010
• 作者: Miresmaeili;Ogino;et al.;原祥太郎
• 通讯作者: 原祥太郎

加速化分子動力学法による固体中の欠陥挙動の活性化パラメータ導出

使用加速分子动力学方法推导固体缺陷行为的激活参数

• 发表时间: 2010
• 作者: Kanayama;Ndong-Mefane;Ogino;Miresmaeili;原祥太郎
• 通讯作者: 原祥太郎

ナノインデンテーション中の転位核生成過程における反応経路探索

纳米压痕位错成核过程中的反应路径搜索

• 发表时间: 2009
• 作者: 平岡直樹;松崎亮介;轟章;水谷義弘;原祥太郎
• 通讯作者: 原祥太郎