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回折実験で得られたスペクトルをもとに原子間相互作用を考慮したリバースモンテカルロ法を駆使することで非晶質材料の分子原子レベルでの三次元構造を予測できます。作成したモデルを分子シミュレーションに接続することで物性予測が可能です。
⾮晶質材料の分子原子レベルでの三次元構造を予測できます。
非晶質材料を対象とした分子シミュレーションの課題
分子シミュレーションでは、原子種と原子の座標を定義したモデルが必要となります。結晶材料では結晶構造の規則性を利用してモデルを作成可能ですが、原子が不規則に並ぶ非晶質 (アモルファス) 材料ではモデルの作成自体が課題でした。当社ではこの課題をRMC法によって解決し、電池など非晶質を含むデバイス設計に役立つ物性値の予測を可能にしました。
リバースモンテカルロ法による非晶質材料の三次元構造予測事例
以下では、実験で得られたスペクトルから非晶質モデルを作成した事例を紹介します。
〔Siアモルファス三次元構造予測〕
SiアモルファスのX線全散乱実験から得られた動径分布関数をSi原子3,200個のモデルで再現。第4近接距離まで良好に一致。
構造推定結果を用いて計算可能な物性の例
電子状態、磁性、拡散係数、細孔径分布など
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