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第一原理分子動力学計算による炭素・金属界面反応の解明と濡れ性制御への応用

使用第一原理分子动力学计算阐明碳-金属界面反应及其在润湿性控制中的应用

基本信息

批准号：
08750149
负责人：
豊田洋通
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Ehime University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は科学研究費補助金の援助を得て研究を行い、以下の成果を得た.1.超高真空中における高純度炭素基板に対する液体金属の濡れ性実験超高真空濡れ性実験装置を用いてAu,Ag,Cu,Al,Fe,Tiの高純度炭素およびタングステン基板に対する接触角の測定方法を確立し,従来の他者のいかなる研究においても成し得なかった再現性・信頼性の高い測定結果を得た.本測定法は研究代表者の考案したオリジナルな方法であり,最大の特徴は電子顕微鏡を用いた微視的な観察と,超高純度Arスパッタを用いた試料表面のin-situ清浄化にあるといえる.2.第一原理分子軌道計算による実験結果の評価NECスーパーコンピューターSX用分子動力学計算プログラムAMOSSを用いて,二原子分子モデルによるHartree-Fock分子軌道計算を行い全ての濡れ実験系の組み合わせの異種原子間相互作用の計算を行った.遷移金属の性質をよく調べるため,結合軌道の電子の全スピン状態を考慮した計算を行った(制限開殻Hartree-Fock計算),系の結合エネルギーは実験結果から得られる相互作用エネルギーと定性的に良く一致し,実験結果と計算方法の正当性が認められた.結合軌道の混成状態の詳細な分析により,濡れ性がs軌道の混成結合の強さに,相互拡散性がd軌道の混成結合の強さに関係することがわかった.量子力学を用いた濡れ性の解明の成功は国内外を含めて初めてのことである.以上の成果は平成8年度中に2つの国際会議にて発表を行った.(計算物理関係,精密工学関係)

The following results were achieved during the research supported by the Scientific Research Grant this year: 1. Determination of the contact angle of Au,Ag,Cu,Al,Fe,Ti for high purity carbon substrates in ultra-high vacuum The results of reproducibility, reliability and high accuracy measurement were obtained. This method is based on the investigation of representative samples, the observation of the largest characteristic electron microscope with Weishi app, the in-situ purification of the sample surface with ultra-high purity Ar. 2. Evaluation of the results of first-principle molecular orbital calculations NEC molecular dynamics calculations Hartree-Fock molecular orbital calculations of diatomic molecules are performed in the complete calculation of the interaction between heterogeneous atoms and the combination of diatomic molecules. The properties of the migrating metals are adjusted by considering the total state of the electrons of the combined orbitals (Hartree-Fock calculation). The results of the calculation are consistent with the results of the qualitative calculation. Detailed analysis of hybrid state of orbital association, strong hybrid association of s orbitals and strong hybrid association of d orbitals. Quantum mechanics is used to solve problems at home and abroad The above achievements were announced at the 2nd International Conference in Heisei 8. (Computational physics relationships, precision engineering relationships)