計算機シミュレーションによる剛体球系の固液界面の微視的構造および結晶成長の研究

利用计算机模拟研究硬球体系中固液界面的微观结构和晶体生长

• 批准号: 08740322
• 负责人: 森 篤史
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08740322/
• 关键词: アルダー転移; 剛体球系; 結晶化; 融解; 分子動力学シミュレーション; 固液界面; 結晶成長

剛体球系における固液相転移(アルダー転移)が、計算機シミュレーションによって示されたのは1957年のことである。しかし、アルダー転移に関して、未解決のことが多い。引力相互作用の存在しない剛体球系においては、界面は安定に存在しないのではないかという疑いもあった。他の系では、固液共存状態(平衡)や結晶成長(非平衡)の分子動力学(MD)シミュレーションが行われているが、剛体球系でそれらが行われ始めたのは、ごく最近のことである。特に、結晶成長に関してのMDシミュレーションは、研究代表者が行っているだけである。固液共存状態については、剛体球ポテンシャルの特異性にも関わらず、固液界面のプロファイルは、他の系と同様な滑らかなものが得られている。また、アルダー転移の存在自体は疑わなくとも、引力相互作用が存在しないため、凝集が起こらず、従って結晶成長のような現象は起こり得ないのではないかという直感的な見方もあった。今回の研究で、粒子が融液側から界面に流れ込むことによって結晶化が起こり、逆に、粒子が界面から融液側に流れ出すことにより融解が起こる様子が、明確に観察された。気液相転移には、引力相互作用が本質的であり、固液相転移には斥力相互作用が本質的であることは、従来から指摘されていた。斥力のみの系における固相・液相の存在だけでなく、固液相転移の動的性質までも再現することができた。非平衡共存状態の解析方法は確立さておらず、従って、購入した二台のコンピュータによってグラフィック表示を行い、それに基づいてMDの結果の解析を行った。

Solid and liquid phase shifts in rigid spherical systems were first reported in 1957 by computer systems. There are a lot of problems that have not been solved. Gravitational interaction exists in rigid spherical systems, and interfaces are stable. Molecular dynamics (MD) of solid-liquid transition state (equilibrium) and crystal growth (nonequilibrium) of other systems. Special characteristics, MD Shimireyāshina, which are crucial to crystal growth, are closely related to research representatives. The solid-liquid transition state is different from that of the rigid sphere, and the solid-liquid interface is different from that of the rigid sphere. The existence of self-doubt, gravitational interaction, aggregation, crystal growth, phenomenon, etc. In this paper, the study shows that the particles flow from the melt side to the interface, and the crystallization starts from the melt side. The particles flow from the melt side to the interface, and the crystallization starts from the melt. The interaction between solid and liquid phases is essential. Repulsion is the property of solid phase and liquid phase, and the property of solid phase and liquid phase movement is the property of reproduction. The analysis method of non-equilibrium coexistence state is established, and the analysis of MD results is carried out.