量子力学に基づいた原子スケールのコンピュータシミュレーションが可能である第一原理計算は産業界でも注目され、材料開発に欠かせないツールとして第一原理計算を導入する企業が増えてきている。世界中で第一原理計算を用いた研究が盛んになっている現在では、様々な第一原理計算ソフトウェアを入手できるが、ソフトウェアの中身を深く理解しなくても計算結果が出てくるため、計算結果に対する正しい判断力が無ければ誤った解釈をしてしまう。したがって、第一原理計算を正しく使用するためには、第一原理計算の基本的な知識や実行手順を理解する必要がある。
本セミナーでは、第一原理計算の初心者・将来的に第一原理計算を活用したい方を対象に、第一原理計算の基礎知識や実行手順、第一原理計算による主な解析手法を解説する。第一原理計算と連携したマテリアルズ・インフォマティクス研究の実例も併せて紹介し、第一原理計算をどのように有効活用できるかを述べる。
- 原子スケールコンピュータシミュレーションの概要
- 第3の科学「計算科学」
- 古典的なコンピュータシミュレーション手法
- 第一原理計算
- 第一原理計算 (DFT計算) に関連する理論
- Born-Oppenheimer近似
- 密度汎関数理論
- Kohn-Sham方程式
- 交換-相関汎関数
- 第一原理計算の入力パラメータ・計算条件の設定
- 結晶構造モデルの設定
- 計算条件の設定
- 擬ポテンシャルの設定
- 第一原理計算に基づく電子状態・物性解析手法
- 一点計算
- 構造最適化計算
- 状態密度解析
- バンド構造解析
- 電子密度解析
- スーパーセル法
- スラブモデル
- 遷移状態計算・反応経路解析
- 第一原理分子動力学法
- マテリアルズ・インフォマティクス研究の実例の紹介 (第一原理計算の活用を中心に)
- まとめ
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