デバイス固着のハンダ割れ抑制に関する計算科学的研究

抑制器件固定过程中焊料裂纹的计算科学研究

• 批准号: 18J12653
• 负责人: 市場 友宏
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J12653/
• 关键词: 第一原理計算; イオン拡散; 自己拡散係数; 光触媒; 量子モンテカルロ法; 無鉛ハンダ; 密度汎関数法; 数理モデリング

まずは、これまでの研究の流れについて簡潔に説明する。採用期間の前半には、無鉛ハンダ中の空隙形成に関係する、銅イオンの自己拡散メカニズム解明に取り組んだ。その中で「自己拡散係数を第一原理評価する汎用スキームを確立する」という研究成果が得られ、これについて英国化学会誌に原著論文として発表した。本年度を含む採用期間の後半には、当該スキームの普及を目指し、「二酸化チタン内部および表面におけるイオン輸送」の問題に、注目度の高い好適用対象と考えて取り組んできた。結果的に、自己拡散係数評価には至らなかったが、実験結果を理論的に説明する興味深い計算結果が得られ、これについて米国物理学会誌に原著論文として発表することができた。以下では後者の成果の概要を述べる: 　二酸化チタンは、光触媒や太陽光電池などへの応用で優れたエネルギー変換効率を実現するなど、近年、最も注目度の高い材料の一つである。当該系表面における酸素、チタンイオンの拡散は、電荷輸送や欠陥密度変化に伴う表面物性の変化と密接に関係していることから、実験、第一原理シミュレーションの両面から精力的に調べられている。しかしながら、固体中でどちらが早く拡散するかすら結論が得られていない難問である。その一つの理由として、遷移金属特有の強い電子相関を普及法である密度汎関数法では記述しきれないことが挙げられる。よって、本研究では、最も信頼性の高い量子モンテカルロ法で障壁エネルギーを予見し、イオン拡散メカニズムを調べた。その結果、従来の予見を覆し、チタンイオンが(110)表面よりも(001)表面に向かって早く拡散することを見出した。このことは、光触媒反応に伴う表面状態の劣化が(001)表面でより早く修復されることを意味し、「(001)表面は(110)表面よりも高い光触媒活性を有する」という実験事実を説明する一つの有力な学説を提示できたといえる。

Youdaoplaceholder0 まず, する れまで, <s:1> study <s:1> flow れに, て て て concise に explanation する. Using の during the first half of the に は, lead-free ハ ン ダ の gap forming に masato is す る, copper イ オ ン の their company, scattered メ カ ニ ズ ム interpret に group take り ん だ. そ の で "を company, dispersion coefficient first principle review 価 す る domestic ス キ ー ム を establish す る" と い う research が have ら れ, こ れ に つ い て British chemical society volunteers に original paper と し て 発 table し た. During the annual を contain む adopts の after half に は, when the ス キ ー ム の popularization を refers し, "the second acidification チ タ ン internal お よ び surface に お け る イ オ ン pipe" の に, high degree of attention の い good applicable as と seaborne え て group take り ん で き た. に, the results of their company, dispersion coefficient evaluation 価 に は to ら な か っ た が, be results 験 に を theory suggests that す る tumblers deep い computing results ら が れ, こ れ に つ い て U.S. physical society volunteers に original paper と し て 発 table す る こ と が で き た. The following で は latter の results summary の を above べ る : two acidification チ タ ン は, photocatalytic や solar photovoltaic な ど へ の 応 with で optimal れ た エ ネ ル ギ ー - in sharper rate を be presently す る な ど, in recent years, the most も の a high degree of attention の い material つ で あ る. When the whole surface に お け る acid element, チ タ ン イ オ ン の scattered は company, charge transport や owe 陥 density variations に with う の surface physical properties - the と contact に masato is し て い る こ と か ら, be 験, first principle シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の struck surface か ら energy に adjustable べ ら れ て い る. し か し な が ら, solid で ど ち ら が early く company, scattered す る か す ら conclusion が have ら れ て い な い difficult ask で あ る. A つ そ の の reason と し て, mobility strong metal peculiar の い electronic phase masato を popularization method で あ る density masato method で は account し き れ な い こ と が 挙 げ ら れ る. よ っ て, this study で は high, most も letter 頼 の い quantum モ ン テ カ ル ロ method で barrier エ ネ ル ギ ー を to see し, イ オ ン company, scattered メ カ ニ ズ ム を adjustable べ た. そ の results, 従 の to see を し, チ タ ン イ オ ン が (110) surface よ り も に (001) surface to か っ て early く company, scattered す る こ と を shows し た. こ の こ と は, photocatalytic 応 に with う surface state の degradation が (001) surface で よ り く early repair さ れ る こ と を mean し, surface は "(001) (110) surface よ り も い high photocatalytic activity を have す る" と い う be 験 things be を illustrate す る a つ の powerful な theory を prompt で き た と い え る.

项目成果

Inconsistencies in ab initio evaluations of non-additive contributions of DNA stacking energies<t.gif>

DNA 堆积能量非加性贡献的从头计算不一致<t.gif>

• DOI: 10.1016/j.chemphys.2019.110554
• 发表时间: 2020
• 期刊: Chemical Physics
• 影响因子: 2.3
• 作者: Ken Sinkou Qin;Tom Ichibha;*Kenta Hongo;and Ryo Maezono
• 通讯作者: and Ryo Maezono

Argonne National Laboratory(米国)

阿贡国家实验室（美国）

Ab initio search of polymer crystals with high thermal conductivity

高导热聚合物晶体的从头算研究

• DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b00020
• 发表时间: 2019
• 期刊: Chem. Mater.
• 影响因子: 8.6
• 作者: *Keishu Utimula;Tom Ichibha;Ryo Maezono;*Kenta Hongo
• 通讯作者: *Kenta Hongo

A diffusion Monte Carlo study of point defect diffusion in rutile TiO2 bulk

金红石 TiO2 块体中点缺陷扩散的扩散蒙特卡罗研究

• 发表时间: 2019
• 作者: T. Ichibha;A. Benali;K. Hongo;and R. Maezono
• 通讯作者: and R. Maezono

Post Analyses of QMC Markov Chains Revisited

重新审视 QMC 马尔可夫链的后期分析

• 发表时间: 2018
• 作者: T. Ichibha;G. Prayogo;K. Hongo;and R. Maezono
• 通讯作者: and R. Maezono