| 第1章 材料設計と分子動力学法 |
| §1.1 なぜ分子動力学法なのか? 1 |
| §1.1.1 実験技術の進歩と物質データの蓄積 1 |
| §1.1.2 原子・分子集合体のコンピュータ・シミュレーション 2 |
| §1.1.3 無機物質と分子動力学法 4 |
| §1.2 分子動力学法の基礎 7 |
| §1.2.1 はじめに 7 |
| §1.2.2 対象となる物質系について 10 |
| §1.2.3 エネルギーと力の計算 13 |
| §1.2.4 CoulombエネルギーとCoulomb力の計算 15 |
| §1.2.5 粒子の動かし方 21 |
| §1.2.6 温度と圧力の計算と制御 27 |
| §1.2.7 準古典的分子動力学法 41 |
| 第2章 分子動力学法に用いる原子間ポテンシャル |
| §2.1 経験的原子間ポテンシャル法 44 |
| §2.1.1 希ガス 45 |
| §2.1.2 金属ポテンシャル 47 |
| §2.1.3 分子間ポテンシャルモデル 48 |
| §2.1.4 剛体イオンモデル 49 |
| §2.2 酸化物凝縮体における原子間ポテンシャルとパラメータ 50 |
| §2.2.1 完全イオン性2体ポテンシャルモデル 52 |
| §2.2.2 部分イオン性2体ポテンシャルモデル 54 |
| §2.2.3 より現実的な原子間ポテンシャルモデルの必要性 57 |
| §2.2.4 VashishtaらによるSiO2系の相互作用モデル 59 |
| §2.2.5 SiO2系についてのTsuneyukiモデル 60 |
| §2.2.6 多体ポテンシャル適用 61 |
| §2.3 共有結合性物質の原子間ポテンシャル 63 |
| §2.3.1 価電子力場近似 63 |
| §2.3.2 Siの経験的原子間ポテンシャル 63 |
| §2.4 分子軌道法による原子間ポテンシャル 64 |
| §2.4.1 はじめに 64 |
| §2.4.2 分子軌道法とは? 65 |
| §2.5 密度汎関数法による原子間ポテンシャル 69 |
| 第3章 分子・材料設計シミュレーションによる新機能探索 |
| §3.1 非晶質化と結晶析出過程のシミュレーション 71 |
| §3.1.1 はじめに 71 |
| §3.1.2 ガラスを作るのになぜ急冷するのか? 72 |
| §3.1.3 ハライドガラスのガラス化 74 |
| §3.1.4 酸化物ガラスのガラス化 81 |
| §3.2 超イオン伝導体 85 |
| §3.2.1 はじめに 85 |
| §3.2.2 Agイオン伝導 85 |
| §3.2.3 フッ化物イオン伝導体 86 |
| §3.3 フォトニクス材料 90 |
| §3.3.1 赤外伝送用光ファイバーガラス 90 |
| §3.3.2 波長変換ガラス 92 |
| 第4章 材料設計支援システムへの展開 |
| §4.1 はじめに 97 |
| §4.2 パソコンによる材料情報システムとは? 99 |
| §4.3 パソコンによる分子・材料設計システム 105 |
| §4.4 パソコンによる総合(インテリジェント)材料設計システムは可能か? 109 |
| §4.4.1 セラミックスにおける設計とコンピュータ利用の現状 109 |
| §4.4.2 実用化に近づけるために整備すべき問題点 110 |
| §4.4.3 セラミックス材料設計に必要なコンピュータ・システム 112 |
| 第5章 分子動力学法シミュレーションプログラムの使い方 |
| §5.1 パソコン分子動力学計算システム概要 114 |
| §5.1.1 特徴 114 |
| §5.1.2 分子動力学計算のための計算機システムについて 117 |
| §5.1.3 システム構成(プログラムとデータファファイルのつながり) 121 |
| §5.1.4 ソースプログラムと実行プログラムの取り扱い 123 |
| §5.1.5 いくつかのBASICプログラム 129 |
| §5.1.6 MXDTRICL.Fプログラムの構造 132 |
| §5.1.7 MXDORTOフロッピーディスクの内容 134 |
| §5.1.8 MXDTRICLフロッピーディスクの内容 135 |
| §5.1.9 パソコンハードディスクシステムでの設定例 135 |
| §5.2 外部ファイルと入出力情報 138 |
| §5.2.1 結晶構造データベースとその作成・追加 138 |
| §5.2.2 初期データの作成 142 |
| §5.2.3 分子動力学計算の制御データと実行 145 |
| §5.2.4 データファイルの構造 151 |
| §5.2.5 標準出力ファイル(FILE06.DAT)の読み方 156 |
| §5.3 いくつかの計算例 162 |
| §5.3.1 SiO2融体とガラス 162 |
| §5.3.2 多成分酸化物融体の分子動力学計算 177 |
| §5.3.3 CaTiO3ぺロフスカイト結晶 185 |
| §5.3.4 水,氷,および分子性無機物質 190 |
| §5.3.5 新たな原子間相互作用モデルの適用 200 |
| 参考・引用文献 207 |
| 索引 215 |
| 第1章 材料設計と分子動力学法 |
| §1.1 なぜ分子動力学法なのか? 1 |
| §1.1.1 実験技術の進歩と物質データの蓄積 1 |
| §1.1.2 原子・分子集合体のコンピュータ・シミュレーション 2 |
| §1.1.3 無機物質と分子動力学法 4 |
| §1.2 分子動力学法の基礎 7 |
