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J-GLOBAL ID：201302288278468044   整理番号：13A1365855

均一核生成の大規模分子動力学シミュレーション

Large scale molecular dynamics simulations of homogeneous nucleation

著者 (4件)： DIEMAND Juerg (Inst. for Theoretical Physics, Univ. of Zurich, 8057 Zuerich, CHE) ,  ANGELIL Raymond (Inst. for Theoretical Physics, Univ. of Zurich, 8057 Zuerich, CHE) ,  TANAKA Kyoko K. (Inst. of Low Temperature Sci., Hokkaido Univ., Sapporo 060-0819, JPN) ,  TANAKA Hidekazu (Inst. of Low Temperature Sci., Hokkaido Univ., Sapporo 060-0819, JPN)
資料名： Journal of Chemical Physics  (Journal of Chemical Physics)
巻： 139  号： 7  ページ： 074309-074309-15  発行年： 2013年08月21日 
JST資料番号： C0275A  ISSN： 0021-9606  CODEN： JCPSA6  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 均一蒸気から液体核生成への大規模分子動力学シミュレーションによる結果を提示した。シミュレーションは1×10⁹及び8×10⁹の間のLennard-Jones(LL)原子を含み,1.2μs(56×10⁶時間ステップ)をカバーする。それらは広範囲の過飽和比(S≒1.55-10⁴)及び温度(kT=0.3-1.0ε(εはLJポテンシャルの深さ,kはBoltzmann定数)をカバーする。10¹⁷cm^-3s^-1(アルゴン系)の低い核生成速度及び100原子の臨界クラスタサイズを解像した。最近のアルゴン核生成実験は重なり領域で核生成速度をプローブし,実験室実験と分子動力学シミュレーションの比較を可能にした。アルゴンとLJの飽和曲線の非常に低温への外挿に主として起因する,不確定の範囲内で非常に良く一致する。Girshick及びChiuの改良古典的自己無撞着核生成モデル[J.Chem.Phys.93,1273 (1990)]は,低温で約9桁のオーダでの核生成速度の過小評価,及びkT=1.0εで最大10⁵の過大評価に導く。Laaksonenらによる半現象論的モデルからの予測[Phys.Rev.E 49,5517 (1994)]は本研究のMD結果と良く一致するが,いくつかの場合最大10⁴の因子の差異がある。低温で,古典理論は臨界クラスタサイズを予測し,シミュレーション結果と良く合致する(第一核生成定理を用いると)が,半現象論的モデルは僅かにそれらを過小評価する。kT=1.0εでは,両モデルからの臨界サイズは明らかに小さ過ぎる。本シミュレーションにおいて,通常しばしば1と取る遭遇あたりの成長速度は,0.05-0.24の範囲である。サブ臨界クラスタ数度から導かれる自由エネルギー関数に基づく経験的核生成モデルを作成し,核生成速度の見積りに良好であることを見いだした。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *計算機シミュレーション ,  大規模系 ,  Lennard-Jonesポテンシャル ,  曲線 ,  自由エネルギー ,  *核形成 ,  分子動力学 ,  *相平衡 ,  気液平衡
準シソーラス用語： 均一核生成 ,  分子動力学シミュレーション ,  飽和曲線

分類 (1件)： 相平衡・状態図一般  (CB03011C)

タイトルに関連する用語 (3件)： 均一核生成 ,  大規模 ,  分子動力学シミュレーション