第一原理計算によるBCC金属のらせん転位芯構造とパイエルス応力の評価

First-principles calculation on screw dislocation core properties in BCC metals

清水 大志 ; 尾方 成信*; 山口 正剛   ; 叶野 琢磨; 蕪木 英雄

Shimizu, Futoshi; Ogata, Shigenobu*; Yamaguchi, Masatake; Kano, Takuma; Kaburaki, Hideo

転位の原子レベルの性質を予測することは、材料の塑性変形挙動を知るうえで重要である。特にBCC金属においては、らせん転位のパイエルス応力が大きいこともあり、その挙動を理解することが求められており、第一原理計算及び経験的手法を用いた転位芯構造の研究が行われてきたが、手法により異なる結果が得られていた。われわれはBCC金属(モリブデン,鉄)のらせん転位芯構造及び転位が移動するのに必要なパイエルス応力について、密度汎関数法に基づく第一原理計算を実施し、芯構造はともに6回軸構造であり、パイエルス応力はモリブデン,鉄についてそれぞれ1.8GPa及び1.1GPaの値となるという結論を得た。これらの結果を得るには膨大な計算量を必要とするため、計算に先だってプログラムの並列化及び地球シミュレータ向けのチューニングを実施し、高いベクトル化率と並列化効率の両立を達成した。

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