| 第1章 コンピュータと材料設計 1 |
| 1.1 コンピュータと数値計算技法の進展 1 |
| 1.2 新素材の研究開発には多額な資金と長い時間がかかる 4 |
| 1.3 コンピュータと原子、分子レベル技術 6 |
| 1.4 材料設計と人工現実感生成技術 8 |
| 第2章 計算物理の基礎 13 |
| 2.1 水素分子の結合エネルギー 13 |
| 2.2 半導体のバンド構造 16 |
| 2.3 テトラヘドロン法による状態密度の計算 18 |
| 2.4 密度汎関数法 20 |
| (a) 局所密度近似 |
| (b) 局所スピン密度近似 |
| (c) 局所密度近似の改良 |
| 2.5 ジェリウム模型による仕事関数の計算 25 |
| 2.6 原子埋め込み法 29 |
| 2.7 バンド計算の初歩 32 |
| プログラム1 水素分子の結合エネルギーの計算 35 |
| プログラム2 半導体のバンド構造の計算 38 |
| プログラム3 LSD近似 による水素原子のポテンシャル計算 40 |
| プログラム4 金属の仕事関数の計算 42 |
| プログラム5 動径波動関数の対数微分の計算 45 |
| 第3章 計算機シミュレーション入門 51 |
| 3.1 計算機シミュレーションの意義 51 |
| 3.2 分子動力学法の原理 52 |
| 3.3 分子動力学法の新展開 53 |
| (a) 古典分子動力学法 |
| (b) 温度一定の方法 |
| (c) 圧力一定の方法 |
| (d) パリネロ・ラーマン法 |
| (e) カー・パリネロ法 |
| 3.4 表面原子構造 61 |
| 3.5 固体内原子拡散 63 |
| 3.6 結晶成長シミュレーション 66 |
| 3.7 結晶成長シミュレーション 66 |
| 3.7 ヘルマン・ファインマン力の計算 68 |
| プログラム6 ヘルマン・ファインマン力の計算 71 |
| 第4章 材料強度と破壊のシミュレーション 75 |
| 4.1 材料強度のシミュレーション 75 |
| (a) 転位芯構造 |
| (b) 粒界の構造と強度 |
| 4.2 弾性異方性と破壊強度 80 |
| 4.3 結晶構造と機械的性質 82 |
| 4.4 未知物質の機械的性質の予測 85 |
| 4.5 破壊のシミュレーション 85 |
| (a) 格子グリーン関数法 |
| (b) クラックの構造 |
| (c) クラック進展の素過程 |
| (d) 転位放出効果 |
| プログラム7-1 2次元六方格子(完全結晶)のグリーン関数の計算 96 |
| プログラム7-2 2次元六方格子におけるクラックグリーン関数の計算 99 |
| 第5章 物性予測と新物質設計 105 |
| 5.1 合金の格子定数と生成エネルギー 105 |
| (a) 単純金属 |
| (b) 2元合金 |
| 5.2 半導体、イオン結晶の結晶構造の予測 108 |
| (a) 半経験的電子論 |
| (b) マーデルング・エネルギーの計算 |
| 5.3 多層膜、人工格子による新物質 116 |
| 5.4 炭素クラスターと新物質 120 |
| 5.5 高圧下における新物質(SiO2の多形) 124 |
| 5.6 表面新物質層 127 |
| 5.7 平衡状態図の計算と予測 131 |
| 5.8 コナリー・ウィリアムスのクラスター展開法 135 |
| 5.9 クラスター変分法のプログラム 136 |
| プログラム8 擬似ポテンシャル理論を用いた合金の格子定数の計算 139 |
| プログラム9 CsC1型結晶のマーデルング・エネルギーの計算 141 |
| プログラム10 クラスター変分法による面心立法構造合金の熱力学的諸量 145 |
| 付録 |
| プログラムA テトラヘドロン法による状態密度の計算 154 |
| プログラムB 原子埋め込み法による原子空孔の計算 157 |
| プログラムC スレーター型軌道関数の重なり積分の計算 160 |
| 第1章 コンピュータと材料設計 1 |
| 1.1 コンピュータと数値計算技法の進展 1 |
| 1.2 新素材の研究開発には多額な資金と長い時間がかかる 4 |
| 1.3 コンピュータと原子、分子レベル技術 6 |
| 1.4 材料設計と人工現実感生成技術 8 |
| 第2章 計算物理の基礎 13 |
