A02-5：第一原理分子動力学法による構造サンプリングと非平衡ダイナミクス
研究組織
研究代表者 |
常行 真司 | 東京大学大学院理学系研究科・教授 |
| 物性理論、研究総括と非調和原子間相互作用モデル | ||
研究分担者 |
吉本 芳英 | 鳥取大学大学院工学研究科・准教授 |
| 計算物性科学、第一原理構造サンプリング | ||
研究分担者 |
山内 淳 | 慶應義塾大学理工学部・准教授 |
| 計算物性科学、平面波基底プログラムの高速化 | ||
研究分担者 |
大谷 実 | 産業技術総合研究所計算科学研究部門・研究員 |
| 計算物性科学、固液界面の電気化学反応 | ||
連携研究者 |
森川 良忠 | 大阪大学大学院工学研究科・教授 |
| 計算物性科学、電子移動のダイナミクス | ||
連携研究者 |
赤木 和人 | 東北大学原子分子材料科学高等研究機構・准教授 |
| 表面科学、固液界面の電気化学反応 | ||
連携研究者 |
館山 佳尚 | 物質材料研究機構国際ナノアーキテクトニクス研究拠点・独立研究者 |
| 計算物性科学、固液界面の電気化学反応 | ||
連携研究者 |
中山 隆史 | 千葉大学大学院理学研究科・教授 |
| 物性理論、合金の相変化 | ||
連携研究者 |
諏訪 雄二 | 日立製作所基礎研究所・研究員 |
| 計算物性科学、平面波基底プログラムの高速化 | ||
連携研究者 |
合田 義弘 | 東京大学大学院理学系研究科・助教 |
| 計算物性科学、非調和原子間相互作用 | ||
連携研究者 |
杉野 修 | 東京大学物性研究所・准教授 |
| 物性理論、第一原理サンプリング | ||
研究概要
密度汎関数理論に基づく第一原理分子動力学法を用いて、原子間相互作用の非調和性が本質的に重要となる大きな原子変位を伴う物理現象の予測と、非平衡ダイナミクスの解明を目指す。具体的には、物質およびナノ構造体の熱膨張と熱伝導、熱破壊の前駆現象、分子固体中や分子/電極界面での電子移動による再配置エネルギーと電子移動度、固液相変化とナノスケールでの相関や揺らぎ、固液界面の電気化学反応をターゲットとする。
上記のような物理量を意味のある統計量として計算し、物理現象を正しく理解・予測するためには、これまでにない長時間（大規模）シミュレーションと統計的なサンプリングが不可欠である。そのために以下のような方法論開発を行う。(1)第一原理分子動力学法による一般化された非調和原子間相互作用モデルの導出と、それを用いた非平衡古典分子動力学法の開発、(2)拡張アンサンブル法とそれに基づく原子間相互作用の有効モデル化、(3)第一原理分子動力学法プログラムの高速化と高度化、(4)多数の第一原理計算を低コストだが扱いが難しい（多重並列）ハードウェアによって高効率で自動分散実行できるようにすること。とくに(3)はA01高橋班、(4)はA01稲葉班と密接に連携して実施する。
