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塚田 捷2005 年 74 巻 8 号 p. 1023
発行日: 2005/08/10
公開日: 2019/09/27
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『応用物理』編集委員会2005 年 74 巻 8 号 p. 1032
発行日: 2005/08/10
公開日: 2019/09/27
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川添 良幸2005 年 74 巻 8 号 p. 1033-1038
発行日: 2005/08/10
公開日: 2019/09/27
ジャーナル フリー新機能を有するナノ粒子を組み合わせることにより有用物質を創製するナノテクノロジーの領域においては，シミュレーションは実験とまったく同じ土俵で，新物質の原子構造を設計し，その物理化学的性質を予言することができる．特に，最近のスーパーコンピューターの計算能力には目を見張るものがあり，従来のバンド計算の枠組みにとらわれない高度な理論手法に基づいた超大規模シミュレーションによる新実用材料設計，さらには次世代デバイス設計が可能となっている．本稿では，第一原理計算による新物質設計にあたっての留意点を述べるとともに，単なる物質設計をはるかに超えた次世代デバイス設計の最先端を紹介する．
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−量子化学からの視点−吉澤 一成2005 年 74 巻 8 号 p. 1039-1044
発行日: 2005/08/10
公開日: 2019/09/27
ジャーナル フリー本論文では分子軌道理論に基づく分子ワイヤのコンダクタンス(透過確率)の計算手法について説明し，コンダクタンスと分子軌道の関係について論じる．分子の最高被占軌道および最低空軌道といった，フロンティア軌道の振幅の大きな部位に電極を接続すると大きな電流が流れることを示す．これは同じ分子であっても電極との接続点を変えるとコンダクタンスが大きく変動することを意味している．さらにπ共役系分子の中でポリアセンのコンダクタンスの減衰定数が最も小さく，分子長が増大してもそのコンダクタンスは大きく低下しないことを予測する．
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手島 正吾, 南 一生, 飯塚 幹夫, 中村 壽2005 年 74 巻 8 号 p. 1045-1051
発行日: 2005/08/10
公開日: 2019/09/27
ジャーナル フリー地球シミュレーターを活用し，原子数，時間空間を拡張した大規模並列シミュレーションを通じて，ナノ炭素類の性質を明らかにする研究を進めてきた．これまでに，従来の計算規模では得られなかったナノ炭素類の新奇な物理現象や新しい炭素構造の存在予測などの結果が得られ，ナノテクノロジー分野における大規模シミュレーションの有効性を示すことができた．また，ハイエンドコンピューターにおける大規模シミュレーション技術の貴重な知見・経験の蓄積が進んだ．今後，科学者と計算科学技術者とが融合的に協力し，ハイエンドコンピューターを活用して，科学上の新発見や新技術開発を目指す，新しいスタイルの科学技術の発展が期待される．
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−量子分子動力学法に基づくマルチフィジックスシミュレーターの開発−久保 百司, 坪井 秀行, 古山 通久, 宮本 明2005 年 74 巻 8 号 p. 1052-1059
発行日: 2005/08/10
公開日: 2019/09/27
ジャーナル フリー超微細化が急速に進む半導体プロセスでは，原子レベルでの化学反応の制御が必須とされている．しかし，化学機械研磨プロセス，エッチングプロセスなどの主要な半導体プロセスは，「化学反応」に加えて「摩擦，衝撃，応力，流体，伝熱」などが複雑に絡み合ったマルチフィジックス（連成現象）プロセスであるため，従来の理論計算手法では対応することができなかった．そこで，著者らはオリジナルに考案したSCF-Tight-Binding量子分子動力学法を基礎に，化学反応を含む連成現象をシミュレーション可能なマルチフィジックス量子分子動力学シミュレーターを開発した．さらに，本シミュレーターを活用し，半導体プロセスにおける化学反応の電子・原子レベル制御を実現した．
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−データベースの現状と学際・国際協力体制について−季村 峯生2005 年 74 巻 8 号 p. 1060-1068
発行日: 2005/08/10
公開日: 2019/09/27
ジャーナル フリー原子分子衝突によって起きるさまざまな過程，弾性散乱と多くの非弾性散乱，の反応データ(散乱断面積)は，核融合，プラズマプロセス，環境，医療，大気・天文など，非常に広範囲の基礎科学から応用技術までの研究分野開発・発展になくてはならない基礎データとなっている．しかしながら，原子分子衝突過程における信頼性の高い総合的(多くの過程の広いエネルギー範囲)なデータはまだほとんどの原子分子種でそろっていないのが現状である．原子分子種やその反応過程の無限の多様性から，データ製造・収集・公開を行うには一国の一研究機関では不可能で，早急な学際連携，国際連携体制構築が望まれている．
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−横たわるボトルネックと，光子を用いる方法の現状−竹内 繁樹2005 年 74 巻 8 号 p. 1069-1074
発行日: 2005/08/10
公開日: 2019/09/27
ジャーナル フリー実用的，つまり現在のスーパーコンピューターを超える計算能力をもつ量子コンピューターを実現するためには，「比例性」「拡張性」「エラー耐性」が必要な条件である．これらの概念について整理し，量子コンピューターの実現に向けたボトルネックを明らかにすることを試みる．また，量子コンピューターの最近の実験研究状況，ならびに光子を用いた量子情報処理の実現に向けたわれわれの最近の研究成果について報告する．
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渡邉 聡, 戸塚 英臣, 鈴木 良治, 山本 貴博, 渡辺 一之2005 年 74 巻 8 号 p. 1075-1080
発行日: 2005/08/10
公開日: 2019/09/27
ジャーナル フリーナノスケール局所領域の物性計測は，最近活発に研究され，進展が著しい分野である．このような計測では従来に増して計測結果の解釈が難しいため，シミュレーションが有用である．本稿では，ナノスケール物性計測の中で特に電気的刺激を印加した計測に焦点をあて，シミュレーションのための方法論と研究の現状について述べる．具体的な例として，局所ポテンシャル障壁計測および多端針電気特性計測に対するシミュレーションと計測における発熱と熱伝導などについて紹介する．
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杤久保 文嘉, 内田 諭2005 年 74 巻 8 号 p. 1081-1086
発行日: 2005/08/10
公開日: 2019/09/27
ジャーナル フリー気体放電を用いた大気圧非平衡プラズマは，室温で高い化学反応性を示すことから，プラズマプロセス，環境浄化技術，光源技術などに広く利用されている．また，大気圧ならではの特徴を活かし，さまざまな技術が育ちつつある．本稿では，代表的な大気圧非平衡プラズマの発生法である誘電体バリア放電について，シミュレーションより明らかとなった物理的な特徴を中心に記述する．用いるガスや電圧印加法などによって誘電体バリア放電はさまざまな形態を有するが，これを分岐するのは電離係数などの基本的なパラメーターであった．すなわち，分子・原子の特徴を理解したプラズマの設計が必要であり，この点でもシミュレーションは有用である．
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大島 伸行2005 年 74 巻 8 号 p. 1087-1091
発行日: 2005/08/10
公開日: 2019/09/27
ジャーナル フリーラージ・エディ・シミュレーション法に基づく非定常乱流解析の実用化と産業界への普及を目的として，文科省ITプログラム「戦略的基盤ソフトウエアの開発」の一環として，次世代流体解析ソフトウエアFrontFlowの開発が進められている．本論文では，次世代流体解析における解析モデルの開発と工学設計のための大規模問題に適用した実証計算の研究事例を紹介する．
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Peter L. G. Ventzek2005 年 74 巻 8 号 p. 1092-1099
発行日: 2005/08/10
公開日: 2019/09/27
ジャーナル フリーTremendous progress has been made in the understanding of plasma processes for etching since its inception as a unit process in CMOS manufacturing. In large part, the increased understanding has been enabled by modeling and computer simulation. Today, advances in topography modeling, equipment modeling, ab-initio methods applied to plasma chemistry and molecular dynamics have ushered in an era of predictive plasma process engineering and integration. This paper reviews the elements of mutli-scale plasma process models, describes the state-of-the-art in their form and application to etch processes and finishes with comments of opportunities in the field.
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