原子論的シミュレーションとは? わかりやすく解説

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原子論的シミュレーション

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2017/11/06 09:07 UTC 版)

ナノトライボロジー」の記事における「原子論的シミュレーション」の解説

詳細は「分子シミュレーション」を参照 ナノトライボロジーにおいて、数値計算はナノインデンテーションや摩擦摩耗潤滑のような多様な現象研究有用である。原子論的シミュレーションではひとつひとつ原子運動やその軌跡を高い精度求めることも可能であり、その情報実験結果解釈や、理論検証や、実験的に実現困難現象研究用いられる。さらに、試料調製機器校正のような実験上の困難の多くは原子論的シミュレーションには存在しないまた、一つない清浄表面から極度に乱れたものまで、理論的にいかなる表面も扱うことができる。ナノトライボロジー分野限ったことではないが、原子論的シミュレーションは原子間ポテンシャル近似的にしか得られていないことや計算機能力限界によって制約を受ける。このためシミュレーション時間多く場合小さくフェムト秒)、時間ステップ第一原理シミュレーションで1 fs粗視化モデルで5 fs限定される。 原子論的シミュレーションによって、SPM測定中に探針試料表面の間の引力によって急激な接触起きることが示されている。この現象は、荷重制御AFMにおいてカンチレバー柔軟であるために起きるスナップインとは全く異な起源を持つ。また、AFM原子分解能の起源シミュレーションによって発見された。探針試料原子の間に共有結合形成され、それがvan der Waals相互作用より支配的にはたらくために高い解像度生まれるという。しかし、コンタクトモードAFMスキャン中に原子空孔やアドアトムを検出するには原子レベルで鋭い先端が必要であることもシミュレーション明らかになった。その一方タッピングモードでは、先端原子レベル鋭くなくとも、いわゆる周波数変調法によって原子空孔やアドアトムを識別することができる。結論として、現実AFM原子分解能を達成できるのはノンコンタクトモードのみである。

※この「原子論的シミュレーション」の解説は、「ナノトライボロジー」の解説の一部です。
「原子論的シミュレーション」を含む「ナノトライボロジー」の記事については、「ナノトライボロジー」の概要を参照ください。

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