Molecular dynamics simulation of phonon transport in the Green-Kubo formalism of thermal conductivity

分子動力学法によるグリーン久保形式におけるフォノン熱伝導の位置付け

蕪木 英雄; Li, J.*; Yip, S.*; 君塚 肇*

Kaburaki, Hideo; Li, J.*; Yip, S.*; Kimizuka, Hajime*

固体の熱伝導率の計算は、従来格子振動フォノンに基づきフォノン間の非線形相互作用を摂動の形で取り入れたモデルにより行われてきた。一方、グリーン-久保の定式化に基づき分子動力学法を用いて熱伝導率を予測する方が、計算が大規模になる困難はあるが原理的にはより厳密な方法である。これまでこれら2つの方法の関係は指摘されてきたが、実際の計算に基づいた比較はなされてこなかった。そこで、固体アルゴンをもとにして、グリーン-久保の定式化における熱流束の相関関数を数値シミュレーションによりその正確な形を導出するとともに、アルゴン原子間ポテンシャルを調和近似したポテンシャルを用いて、グリーン-久保定式化において調和近似したフォノンの熱伝導がどのようになるかの数値シミュレーションを実施した。その結果、実際のポテンシャルでは相関関数が減衰するのに対して、調和近似ポテンシャルでは初期の非常に速い緩和を除き、ほぼ相関がなくなり一定になることを確認した。

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