Application of hyper-molecular dynamics to self-interstitial diffusion in -iron

hyper-molecular dynamicsの鉄中での自己格子間原子拡散への適用

阿部 陽介  

Abe, Yosuke

遅い状態間遷移過程を加速計算することが可能なhyper-molecular dynamics(hyper-MD)を鉄中での自己格子間原子(SIA)の拡散過程に対して適用した。局所的バイアスポテンシャルを用いることにより、通常のMDにより得られるダイナミクスを維持しながらも状態間遷移の遅い低温域での拡散過程を極めて大きく加速できることを示した(300Kにおいて5桁の加速)。この結果により、適切な局所的バイアスポテンシャルを用いることにより、バルク中でのSIAの拡散過程に対してhyper-MDが適用可能であることを実証した。

The diffusion process of a single self-interstitial atom (SIA) in -iron was studied by a hyper-molecular dynamics (hyper-MD) method that has been demonstrated to efficiently accelerate slow diffusive conformational transitions that occur in various materials. By adding a local bias potential, the acceleration of the dynamics becomes significantly higher at lower temperatures, e.g., on the order of 5 at 300 K, without changing the dynamics of the diffusion process as calculated using a conventional MD simulation. The validity of the results demonstrates that the hyper-MD method with an appropriate local bias potential can be applicable for determination of the diffusion process of SIAs in bulk materials.