所属
大学院工学研究科 材料デザイン工学専攻 計算材料設計 教授
大学院担当
大学院工学研究科
学部担当
工学部 マテリアル工学科
職名
教授
連絡先
外部リンク
キミヅカ ハジメ
君塚 肇
Hajime KIMIZUKA
学位 3
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博士（工学） （ 2006年9月 大阪大学 ）
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修士（工学） （ 1997年3月 早稲田大学 ）
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学士（工学） （ 1995年3月 早稲田大学 ）
研究キーワード 5
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材料物性モデリング・シミュレーション
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力学特性・変形機構
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構造材料
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水素機能材料
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電子・原子論的解析
研究分野 3
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ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 材料力学、機械材料
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ナノテク・材料 / 構造材料、機能材料
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ナノテク・材料 / 金属材料物性
現在の研究課題とSDGs 2
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計算科学モデリングによる水素エネルギー材料の物性予測とデザイン
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高強度金属材料の原子構造設計と力学特性予測
経歴 8
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名古屋大学 大学院工学研究科 材料デザイン工学専攻 計算材料設計講座 教授
2020年4月 - 現在
国名：日本国
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大阪大学 大学院工学研究科 招へい教授
2024年4月 - 2025年3月
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名古屋大学 大学院工学研究科 材料デザイン工学専攻 専攻長
2023年4月 - 2024年3月
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大阪大学 大学院基礎工学研究科 招へい教授
2020年4月 - 2025年3月
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大阪大学 大学院基礎工学研究科 機能創成専攻 准教授
2007年10月 - 2020年3月
国名：日本国
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株式会社日本総研ソリューションズ ナノシミュレーションセンター
2006年7月 - 2007年9月
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日本原子力研究所 計算科学技術推進センター
1998年4月 - 2002年3月
国名：日本国
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株式会社日本総合研究所 サイエンス事業部
1997年4月 - 2006年6月
国名：日本国
学歴 3
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大阪大学 大学院工学研究科 機械システム工学専攻
2004年10月 - 2006年9月
国名： 日本国
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早稲田大学 大学院理工学研究科 資源及材料工学専攻
1995年4月 - 1997年3月
国名： 日本国
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早稲田大学 理工学部 資源工学科
1991年4月 - 1995年3月
国名： 日本国
所属学協会 7
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日本金属学会
2010年1月 - 現在
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日本物理学会
2000年7月 - 現在
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日本材料学会
2007年10月 - 現在
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日本機械学会
2005年10月 - 現在
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軽金属学会
2019年4月 - 現在
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日本計算工学会
2002年
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Materials Research Society (MRS)
受賞 20
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2022年5月 日本材料学会
君塚 肇
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第2回マルチスケールマテリアルモデリングシンポジウム優秀講演賞
2022年5月 日本材料学会マルチスケール材料力学部門委員会 機械学習ポテンシャルを用いたパラジウム中水素拡散の同位体効果の量子論的解析
君塚 肇
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IOP Outstanding Reviewer Awards 2019
2020年3月 英国物理学会
君塚 肇
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日本材料学会関西支部長賞
2018年4月 日本材料学会関西支部
君塚 肇
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第22回計算工学講演会ベストペーパーアワード
2017年9月 日本計算工学会
君塚 肇
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日本機械学会計算力学部門第93期（2015）優秀講演表彰
2016年4月 日本機械学会計算力学部門
君塚 肇
-
大阪大学総長奨励賞（研究部門）
2015年7月 大阪大学
君塚 肇
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大阪大学総長奨励賞（研究部門）
2014年7月 大阪大学
君塚 肇
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大阪大学総長奨励賞（研究部門）
2013年8月 大阪大学
君塚 肇
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大阪大学総長による表彰
2012年9月 大阪大学
君塚 肇
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日本材料学会学術奨励賞
2012年5月 日本材料学会
君塚 肇
-
2012年3月 日本物理学会
君塚 肇
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日本金属学会第58回論文賞（物性部門）
2010年9月 日本金属学会
君塚 肇, 森 英喜, 牛田 裕己, 尾方 成信
-
日本材料学会分子動力学部門委員会賞（MD賞）
2009年5月 日本材料学会分子動力学部門委員会
君塚 肇
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日本機械学会賞（論文）
2007年4月 日本機械学会
君塚 肇, 尾方 成信, 渋谷 陽二
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日本材料学会第55期優秀講演発表賞
2006年6月 日本材料学会
君塚 肇
-
日本材料学会分子動力学部門委員会賞（MD賞）
2005年8月 日本材料学会分子動力学部門委員会
君塚 肇
-
日本MRS奨励賞
2004年12月 日本MRS
君塚 肇
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日本原子力研究所有功賞
2003年6月 日本原子力研究所
清水 大志, 君塚 肇, 蕪木 英雄
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日本計算工学会賞（論文賞）
2003年5月 日本計算工学会
清水 大志, 君塚 肇, 蕪木 英雄, 荒川 忠一
論文 90
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Heting Liao, Hajime Kimizuka, Hiroshi Miyoshi, Shigenobu Ogata
Computational Materials Science 242 巻 頁： 113069 2024年6月
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Inelastic neutron scattering of hydrogen in palladium studied by semiclassical dynamics 査読有り
Motoyuki Shiga, Bo Thomsen, Hajime Kimizuka
Physical Review B 109 巻 ( 5 ) 頁： 054303 2024年2月
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計算力学による3DP特異界面に関連する力学現象の数値解析 招待有り 査読有り
眞山剛, 君塚肇
まてりあ 63 巻 ( 1 ) 頁： 49 - 53 2024年1月
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Interplay of hydrogen and point defects in B2-type PdCu: A density functional theory study 査読有り
Akihiro Mitsuhara, Hiroshi Yukawa, Hajime Kimizuka
International Journal of Hydrogen Energy 48 巻 ( 92 ) 頁： 35997 - 36009 2023年11月
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Hiroshi Okuda, Kohei Kinstsu, Shu Kurokawa, Masao Tabuchi, Hiroaki Nitani, Hajime Kimizuka, Shin-ichi Inoue, Michiaki Yamasaki, Yoshihito Kawamura
Acta Materialia 253 巻 頁： 118963 2023年7月
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Rana Hossain, Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata
Physical Review Materials 7 巻 ( 5 ) 頁： 053608 2023年5月
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Hyukjoon Kwon, Motoyuki Shiga, Hajime Kimizuka, Takuji Oda
Acta Materialia 247 巻 頁： 118739 2023年4月
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Heting Liao, Hajime Kimizuka, Hiroshi Miyoshi, Shigenobu Ogata
Journal of Alloys and Compounds 938 巻 頁： 168559 2023年3月
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B2構造のPd-Cu合金の水素透過能, 水素溶解特性, 水素拡散性に及ぼす過剰Cuの影響 査読有り
三津原晟弘, 湯川宏, 君塚肇
日本金属学会誌 86 巻 ( 8 ) 頁： 140 - 148 2022年8月
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Artificial neural network-based path integral simulations of hydrogen isotope diffusion in palladium 招待有り 査読有り
Hajime Kimizuka, Bo Thomsen, Motoyuki Shiga
Journal of Physics: Energy 4 巻 ( 3 ) 頁： 034004 2022年7月
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Core structure and Peierls barrier of basal edge dislocations in Ti3AlC2 MAX phase 査読有り
Rana Hossain, Hajime Kimizuka, Yoshinori Shiihara, Shigenobu Ogata
Computational Materials Science 209 巻 頁： 111366 (9 pages) 2022年6月
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Nucleation kinetics of the beta'' precipitate in dilute Mg-Y alloys: A kinetic Monte Carlo study 査読有り
Heting Liao, Hajime Kimizuka, Akio Ishii, Jun-Ping Du, Shigenobu Ogata
Scripta Materialia 210 巻 頁： 114480-1 - 114480-4 2022年3月
-
Kai Guan, Mariko Egami, Daisuke Egusa, Hajime Kimizuka, Michiaki Yamasaki, Yoshihito Kawamura, Eiji Abe
Scripta Materialia 207 巻 頁： 114282-1 - 114282-6 2022年1月
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時効硬化型アルミニウム合金におけるGuinier-Prestonゾーンの核生成の原子論的モデリング 招待有り 査読有り
君塚肇, 三好宙, 石井明男, 尾方成信
まてりあ 60 巻 ( 8 ) 頁： 467 - 474 2021年8月
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Hajime Kimizuka, Motoyuki Shiga
Physical Review Materials 5 巻 ( 6 ) 頁： 065406-1 - 065406-9 2021年6月
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Ruxia Liu, Masakazu Tane, Hajime Kimizuka, Yuji Shirakami, Ken-ichi Ikeda, Seiji Miura, Koji Morita, Tohru S. Suzuki, Yoshio Sakka, Lianmeng Zhang, Tohru Sekino
Journal of the European Ceramic Society 41 巻 ( 4 ) 頁： 2278 - 2289 2021年4月
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Competing nucleation of single- and double-layer Guinier-Preston zones in Al-Cu alloys 査読有り
Hiroshi Miyoshi, Hajime Kimizuka, Akio Ishii, Shigenobu Ogata
Scientific Reports 11 巻 ( 1 ) 頁： 4503-1 - 4503-11 2021年2月
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経路積分法で探る金属中の水素の拡散メカニズム 招待有り 査読有り
君塚肇, 尾方成信, 志賀基之
日本物理学会誌 75 巻 ( 8 ) 頁： 484 - 490 2020年8月
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Miyoshi Hiroshi, Kimizuka Hajime, Ishii Akio, Ogata Shigenobu
Acta Materialia 179 巻 頁： 262 - 272 2019年10月
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マグネシウム合金における溶質クラスタの規則配列化の支配因子に関する第一原理解析 招待有り 査読有り
君塚 肇
軽金属 69 巻 ( 9 ) 頁： 471 - 478 2019年9月
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Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata, Motoyuki Shiga
Physical Review B 100 巻 ( 2 ) 頁： 024104-1 - 024104-9 2019年7月
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Hydrogen embrittlement controlled by reaction of dislocation with grain boundary in alpha-iron 査読有り 国際共著
Liang Wan, Wen-Tong Geng, Akio Ishii, Jun-Ping Du, Qingsong Mei, Nobuyuki Ishikawa, Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata
International Journal of Plasticity 112 巻 頁： 206 - 219 2019年1月
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Hydrogen trapping in carbon supersaturated alpha iron and its decohesion effect in martensitic steel 査読有り 国際共著
Wen-Tong Geng, Vei Wang, Jin-Xu Li, Nobuyuki Ishikawa, Hajime Kimizuka, Kaneaki Tsuzaki, Shigenobu Ogata
Scripta Materialia 149 巻 頁： 79 - 83 2018年5月
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3-アミノプロピルトリメトキシシランのシリカ基材への吸着と結合に関する第一原理解析 査読有り
岡田 健太, 君塚 肇, 尾方 成信
材料 67 巻 ( 2 ) 頁： 229 - 234 2018年2月
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Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata, Motoyuki Shiga
Physical Review B 97 巻 ( 1 ) 頁： 014102-1 - 014102-11 2018年1月
-
Masakazu Tane, Shogo Suzuki, Michiaki Yamasaki, Yoshihito Kawamura, Koji Hagihara, Hajime Kimizuka
Materials Science and Engineering A 710 巻 ( 5 ) 頁： 227 - 239 2018年1月
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希薄Mg，Al合金中の溶質原子の時効規則化・クラスター化のモデリング 招待有り
君塚 肇
アンサンブル 19 巻 ( 3 ) 頁： 171 - 177 2017年7月
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特集「固体材料の強度・変形特性に関わるナノスケール・スローダイナミクスのモデリング」にあたって 招待有り
君塚 肇
アンサンブル 19 巻 ( 3 ) 頁： 146 2017年7月
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Hydrogen embrittlement of iron controlled by reaction between dislocations and grain boundaries 国際共著
Liang Wan, Wen-Tong Geng, Jun-Ping Du, Akio Ishii, Nobuyuki Ishikawa, Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata
Proceedings of the 14th International Conference on Fracture (ICF2017) 2 巻 頁： 612 - 613 2017年6月
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Hydrogen bubble nucleation in alpha-iron 査読有り 国際共著
Wen-Tong Geng, Liang Wan, Jun-Ping Du, Akio Ishii, Nobuyuki Ishikawa, Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata
Scripta Materialia 134 巻 頁： 105 - 109 2017年6月
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Mechanical properties of Fe-rich Si alloy from Hamiltonian 招待有り 査読有り
Tetsuo Mohri, Ying Chen, Masanori Kohyama, Shigenobu Ogata, Arkapol Saengdeejing, Somesh Kumar Bhattacharya, Masato Wakeda, Shuhei Shinzato, Hajime Kimizuka
npj Computational Materials 3 巻 ( 1 ) 頁： 10-1 - 10-14 2017年3月
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Al-Cu合金におけるGuinier-Prestonゾーン形成の支配因子に関する原子論的研究 査読有り
中上 雄史, 君塚 肇, 尾方 成信
日本金属学会誌 80 巻 ( 9 ) 頁： 575 - 584 2016年9月
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Formation of {11-21} twins from I1-type stacking faults in Mg: A molecular dynamics study 査読有り
Kazuki Matsubara, Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata
Computational Materials Science 122 巻 頁： 314 - 321 2016年9月
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Two distinct crystallization processes in supercooled liquid 査読有り
Masakazu Tane, Hajime Kimizuka, Tetsu Ichitsubo
Journal of Chemical Physics 144 巻 ( 19 ) 頁： 194505-1 - 194505-10 2016年5月
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Kazuki Matsubara, Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata
Journal of Alloys and Compounds 657 巻 頁： 662 - 670 2016年2月
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固体材料分野における分子動力学法の基礎と応用（特集「材料科学におけるシミュレーション技術の活用」） 招待有り
君塚 肇
金属 85 巻 ( 11 ) 頁： 943 - 948 2015年11月
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Nanoclusters first: a hierarchical phase transformation in a novel Mg alloy 査読有り
Hiroshi Okuda, Michiaki Yamasaki, Yoshihito Kawamura, Masao Tabuchi, Hajime Kimizuka
Scientific Reports 5 巻 頁： 14186-1 - 14186-6 2015年9月
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Masakazu Tane, Hajime Kimizuka, Koji Hagihara, Shogo Suzuki, Tsuyoshi Mayama, Tohru Sekino, Yu Nagai
Acta Materialia 96 巻 頁： 170 - 188 2015年9月
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Wei-Zhong Han, Ling Huang, Shigenobu Ogata, Hajime Kimizuka, Zhao-Chun Yang, Christopher Weinberger, Qing-Jie Li, Bo-Yu Liu, Xi-Xiang Zhang, Ju Li, Evan Ma, Zhi-Wei Shan
Advanced Materials 27 巻 ( 22 ) 頁： 3385 - 3390 2015年4月
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Atomistic investigation of the vacancy-assisted diffusion mechanism in Mg ternary (Mg-RE-M) alloys 査読有り
Marco Fronzi, Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata
Computational Materials Science 98 巻 頁： 76 - 82 2015年2月
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Hajime Kimizuka, Shu Kurokawa, Akihiro Yamaguchi, Akira Sakai, Shigenobu Ogata
Scientific Reports 4 巻 頁： 7318-1 - 7318-9 2014年12月
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構造異方性を考慮した準調和近似に基づくMgの熱膨張挙動の第一原理解析 査読有り
松原 和輝, 君塚 肇, 尾方 成信
材料 63 巻 ( 2 ) 頁： 188 - 193 2014年2月
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原子論に基づくFe-Si合金中のらせん転位とSi原子の相互作用の評価 査読有り
譯田 真人, 君塚 肇, 尾方 成信
日本金属学会誌 77 巻 ( 10 ) 頁： 409 - 414 2013年10月
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Hajime Kimizuka, Marco Fronzi, Shigenobu Ogata
Scripta Materialia 69 巻 ( 8 ) 頁： 594 - 597 2013年10月
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Elastic properties of a Mg-Zn-Y alloy single crystal with a long-period stacking ordered structure 査読有り
Masakazu Tane, Yu Nagai, Hajime Kimizuka, Koji Hagihara, Yoshihito Kawamura
Acta Materialia 61 巻 ( 17 ) 頁： 6338 - 6351 2013年10月
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Predicting Atomic Arrangement of Solute Clusters in Dilute Mg Alloys 査読有り
Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata
Materials Research Letters 1 巻 ( 4 ) 頁： 213 - 219 2013年9月
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Quantum-thermal crossover of hydrogen and tritium diffusion in alpha-iron 査読有り
Takehiro Yoshikawa, Toshiyuki Takayanagi, Hajime Kimizuka, Motoyuki Shiga
Journal of Physical Chemistry C 116 巻 ( 43 ) 頁： 23113 - 23119 2012年9月
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First-principles derivation of nonlinear elastic constants of magnesium 査読有り
Hajime Kimizuka, Kazuki Matsubara, Shigenobu Ogata
Proceedings of the 9th International Conference on Magnesium Alloys and Their Applications (Mg2012) 頁： 1023 - 1025 2012年7月
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Modeling and simulation of diffusion behavior of hydrogen and carbon in iron 招待有り
Shigenobu Ogata, Hajime Kimizuka, Akio Ishii
Proceedings of the 3rd International Symposium on Steel Science (ISSS2012) 頁： 59 - 67 2012年5月
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アモルファス酸化物の構造変化および結晶化に伴うナノポーラス化 招待有り 査読有り
仲村 龍介, 石丸 学, 平田 秋彦, 佐藤 和久, 多根 正和, 君塚 肇, 今野 豊彦, 中嶋 英雄
まてりあ 51 巻 ( 3 ) 頁： 95 - 101 2012年3月
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Multi-replica molecular dynamics modeling 査読有り
Akio Ishii, Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata
Computational Materials Science 54 巻 ( 1 ) 頁： 240 - 248 2012年3月
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Adaptive-boost molecular dynamics simulation of carbon diffusion in iron 査読有り 国際共著
Akio Ishii, Shigenobu Ogata, Hajime Kimizuka, Ju Li
Physical Review B 85 巻 ( 6 ) 頁： 064303-1 - 064303-7 2012年2月
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Stability Analysis of FCC Crystal under Local Shear Deformation by Molecular Dynamics 査読有り
Hiroki Ushida, Shigenobu Ogata, Hajime Kimizuka
Journal of the Society of Materials Science, Japan 60 巻 ( 10 ) 頁： 943 - 949 2011年10月
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Enhancement of nanovoid formation in annealed amorphous Al2O3 including W 査読有り
Ryusuke Nakamura, Manabu Ishimaru, Akihiko Hirata, Kazuhisa Sato, Masakazu Tane, Hajime Kimizuka, Takehiro Shudo, Toyohiko J. Konno, Hideo Nakajima
Journal of Applied Physics 110 巻 ( 6 ) 頁： 064324-1 - 064324-7 2011年9月
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Elastic Properties of Nanoporous Amorphous Al2O3 査読有り
Masakazu Tane, Saki Nakano, Ryusuke Nakamura, Hirotsugu Ogi, Manabu Ishimaru, Hajime Kimizuka, Hideo Nakajima
Proceedings of the 7th International Conference on Porous Metals and Metallic Foams (MetFoam2011) 頁： 649 - 652 2011年9月
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Slow diffusion of hydrogen at a screw dislocation core in alpha-iron 査読有り
Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata
Physical Review B 84 巻 ( 2 ) 頁： 024116-1 - 024116-6 2011年7月
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Masakazu Tane, Saki Nakano, Ryusuke Nakamura, Hirotsugu Ogi, Manabu Ishimaru, Hajime Kimizuka, Hideo Nakajima
Acta Materialia 59 巻 ( 11 ) 頁： 4631 - 4640 2011年6月
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Dynamical behavior of heat conduction in solid argon 査読有り 国際共著
Hideo Kaburaki, Ju Li, Sidney Yip, Hajime Kimizuka
AIP Conference Proceedings 1332 巻 頁： 221 - 222 2011年3月
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Effect of temperature on fast hydrogen diffusion in iron: A path-integral quantum dynamics approach 査読有り
Hajime Kimizuka, Hideki Mori, Shigenobu Ogata
Physical Review B 83 巻 ( 9 ) 頁： 094110-1 - 094110-7 2011年3月
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Microscopic Phase-Fieldモデルを用いたBCC鉄の刃状およびらせん転位芯構造とパイエルス応力の評価 査読有り
森 英喜, 君塚 肇, 尾方 成信
日本金属学会誌 75 巻 ( 2 ) 頁： 104 - 109 2011年2月
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Phase field modeling of interactive evolution of dislocation and hydrogen density fields in iron
Hideki Mori, Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata
Proceedings of the 2010 M&M International Symposium for Young Researchers (The Japan Society of Mechanical Engineers) 10-204 巻 頁： 403 (6 pages) 2010年3月
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DFT-Based FEM Study on Nonlinear and Anisotropic Behavior of Indented Single-Crystal Diamond
Hajime Kimizuka, Naohiro Toda, Shigenobu Ogata
Proceedings of the 2010 M&M International Symposium for Young Researchers (The Japan Society of Mechanical Engineers) 10-204 巻 頁： 602 (8 pages) 2010年3月
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DFT-Based FEM Analysis of Nonlinear Effects on Indentation Process in Diamond Crystal 査読有り
Naohiro Toda, Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata
International Journal of Mechanical Sciences 52 巻 ( 2 ) 頁： 303 - 308 2010年2月
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経路積分セントロイド分子動力学法によるBCC金属中の水素拡散性とその温度依存性の評価 査読有り
君塚 肇, 森 英喜, 牛田 裕己, 尾方 成信
日本金属学会誌 73 巻 ( 8 ) 頁： 571 - 576 2009年8月
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第一原理計算によるBCC鉄の一般化積層欠陥エネルギー表面に基づいた転位構造とパイエルス応力の解析 査読有り
森 英喜, 君塚 肇, 尾方 成信
日本金属学会誌 73 巻 ( 8 ) 頁： 595 - 600 2009年8月
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Density-functional-theory-based finite-element analysis of diamond single crystal 査読有り
Naohiro Toda, Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata
Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering 3 巻 ( 3 ) 頁： 541 - 551 2009年3月
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The Energetics of Large Deformations of a Single Polyimide Molecular Chain: DFT and MO Calculations 査読有り
Akinori Fujinami, Shigenobu Ogata, Hajime Kimizuka, Yoji Shibutani
Macromolecular Theory and Simulations 17 巻 ( 9 ) 頁： 488 - 495 2008年12月
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材料変形の第一原理マルチスケールモデリング 招待有り
尾方 成信, 君塚 肇, 戸田 直大
計算数理工学レビュー(日本計算数理工学会誌) 2008 巻 頁： 9 - 15 2008年9月
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Hydrostatic compression and high-pressure elastic constants of coesite silica 査読有り 国際共著
Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata, Ju Li
Journal of Applied Physics 103 巻 ( 5 ) 頁： 053506-1 - 053506-4 2008年3月
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Hydrogen Distribution in Defective Iron and Its Effect on Mechanical Property
Hideki Mori, Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata
Proceedings of the 2008 M&M International Symposium for Young Researchers (The Japan Society of Mechanical Engineers) 08-204 巻 頁： 143 - 147 2008年3月
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Atomistic study on elasticity of single crystal SiO2 under pressure 国際共著
Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata, Ju Li
Proceedings of the 2008 M&M International Symposium for Young Researchers (The Japan Society of Mechanical Engineers) 08-204 巻 頁： 241 - 248 2008年3月
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内部自由度を有する結晶のための第一原理密度汎関数法に基づく高速局所擬似連続体法 査読有り
戸田 直大, 君塚 肇, 尾方 成信
計算数理工学論文集 7 巻 ( 2 ) 頁： 18-080317 (6 pages) 2008年3月
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Dynamical thermal conductivity of argon crystal 査読有り 国際共著
Hideo Kaburaki, Ju Li, Sidney Yip, Hajime Kimizuka
Journal of Applied Physics 102 巻 ( 4 ) 頁： 043514-1 - 043514-6 2007年8月
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First-principles Calculation on Screw Dislocation Core Properties in BCC Molybdenum 査読有り 国際共著
Futoshi Shimizu, Shigenobu Ogata, Hajime Kimizuka, Takuma Kano, Ju Li, Hideo Kaburaki
Journal of the Earth Simulator 7 巻 頁： 17 - 21 2007年6月
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Tomoko Kadoyoshi, Hideo Kaburaki, Futoshi Shimizu, Hajime Kimizuka, Shiro Jitsukawa, Ju Li
Acta Materialia 55 巻 ( 9 ) 頁： 3073 - 3080 2007年5月
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Complete set of elastic constants of alpha-quartz at high pressure: A first-principles study 査読有り 国際共著
Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata, Ju Li, Yoji Shibutani
Physical Review B 75 巻 ( 5 ) 頁： 054109-1 - 054109-6 2007年2月
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Atomistic Characterization of Structural and Elastic Properties of Auxetic Crystalline SiO2 査読有り
Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata, Yoji Shibutani
Physica Status Solidi B 244 巻 ( 3 ) 頁： 900 - 909 2007年2月
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原子論的アプローチによるSiO2結晶材料の機械的特性と負のポアソン比の挙動の評価 査読有り
君塚 肇, 尾方 成信, 渋谷 陽二
日本機械学会論文集(A編) 72 巻 ( 718 ) 頁： 823 - 829 2006年6月
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Atomistic Simulations of Chemical Reactions at the Rubber-Filler Interface - Part 2: Application to the Hydrolysis of Silane Coupling Agents
Yasuhisa Minagawa, Yasumasa Bito, Masato Naito, Takayuki Hattori, Chihiro Iwashimizu, Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata, Yoji Shibutani
Proceedings of the International Rubber Conference 2005 (IRC2005) 頁： 26-G2-07 (9 pages) 2005年10月
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Atomistic Simulations of Chemical Reactions at the Rubber-Filler Interface - Part 1: Theoretical and Numerical Aspects
Chihiro Iwashimizu, Hajime Kimizuka, Yasuhisa Minagawa, Yasumasa Bito, Masato Naito, Takayuki Hattori, Shigenobu Ogata, Yoji Shibutani
Proceedings of the International Rubber Conference 2005 (IRC2005) 頁： 26-G2-06 (9 pages) 2005年10月
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High-Pressure Elasticity and Auxetic Property of alpha-Cristobalite 査読有り
Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata, Yoji Shibutani
Materials Transactions 46 巻 ( 6 ) 頁： 1161 - 1166 2005年6月
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Atomistic Studies on High-Temperature Elasticity and Auxetic Behavior in SiO2 Polymorphs 査読有り
Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata, Yoji Shibutani
Transactions of the Materials Research Society of Japan 30 巻 ( 3 ) 頁： 909 - 912 2005年3月
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Molecular dynamics study of the high-temperature elasticity of SiO2 polymorphs: Structural phase transition and elastic anomaly 査読有り
Hajime Kimizuka, Hideo Kaburaki
Physica Status Solidi B 242 巻 ( 3 ) 頁： 607 - 620 2005年2月
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Hideo Kaburaki, Tomoko Kadoyoshi, Futoshi Shimizu, Hajime Kimizuka, Shiro Jitsukawa
Proceedings of the 5th International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications (SNA'2003) 頁： (9 pages) 2003年9月
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Crack-tip dislocation nanostructures in dynamical fracture of fcc metals: A molecular-dynamics study 査読有り 国際共著
Hajime Kimizuka, Hideo Kaburaki, Futoshi Shimizu, Ju Li
Journal of Computer-Aided Materials Design 10 巻 ( 2 ) 頁： 143 - 154 2003年5月
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Hajime Kimizuka, Hideo Kaburaki, Yoshiaki Kogure
Physical Review B 67 巻 ( 2 ) 頁： 024105-1 - 024105-7 2003年1月
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並列分子動力学ステンシルの開発 査読有り
清水 大志, 君塚 肇, 蕪木 英雄, 荒川 忠一
日本計算工学会論文集 2002 巻 頁： 20020015 (6 pages) 2002年4月
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Parallel Molecular Dynamics Simulation on Elastic Properties of Solid Argon 査読有り 国際共著
Futoshi Shimizu, Hajime Kimizuka, Hideo Kaburaki, Ju Li, Sidney Yip
Proceedings of the 4th International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications (SNA'2000) 頁： (10 pages) 2000年9月
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Hajime Kimizuka, Hideo Kaburaki, Yoshiaki Kogure
Physical Review Letters 84 巻 ( 24 ) 頁： 5548 - 5551 2000年6月
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Hajime Kimizuka, Hideo Kaburaki, Futoshi Shimizu, Yoshiaki Kogure
Progress of Theoretical Physics Supplement 138 巻 頁： 229 - 233 2000年4月
書籍等出版物 2
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実用段階に入った日本発の新合金「LPSO型マグネシウムの材料科学」
君塚 肇, 山口 正剛, 松中 大介, 板倉 充洋, 蕪木 英雄, 志賀 基之, 尾方 成信, 弓削 是貴, 椎原 良典（ 担当： 分担執筆 , 範囲: 第一原理に基づく計算科学によるLPSO構造の解明（第2章第3節））
日経BPコンサルティング 2018年2月 （ ISBN:978-4-86443-128-6 ）
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計算力学ハンドブック第III巻「原子/分子・離散粒子のシミュレーション」
相澤 龍彦, 泉 聡志, 岩崎 富生, 宇佐美 勝, 尾方 成信, 小原 拓, 川口 寿裕, 川添 良幸, 川田 正晃, 君塚 肇, 崎山 幸紀, 渋谷 陽二, 鈴木 啓史, 陳 昱, 坪井 伸幸, 徳増 崇, 中谷 彰宏, 松宮 徹, 松本 充弘, 丸山 茂夫, 三上 益弘, 山西 伸宏（ 担当： 分担執筆）
日本機械学会（丸善） 2009年9月 （ ISBN:978-4-88898-187-3 ）
MISC 15
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種々の材料系のミルフィーユ構造におけるキンク形成の微視的モデリング 招待有り 査読有り
君塚 肇
日本金属学会シンポジウム予稿「ミルフィーユ構造の創製とキンク強化：新強化原理として見えてきたこと」 頁： 9 - 12 2023年2月
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第一原理計算による構造予測―LPSO相の安定性と規則度― 招待有り
君塚 肇
薄膜・表面物理セミナーテキスト「構造物性解明へ向けたミクロ～マクロ計測の最前線」42 巻 頁： 41 - 45 2014年7月
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鉄中の水素の拡散機構および転位との相互作用に関する量子論的モデリング 招待有り
君塚 肇, 尾方 成信
日本学術振興会第133委員会50周年記念誌 頁： 147 - 152 2013年6月
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Mg-TM-RE合金における溶質原子の秩序化の原子論的モデリング 招待有り
君塚 肇
日本金属学会分科会シンポジウムテキスト「シンクロ型LPSO構造の材料科学―次世代軽量構造材料へのイノベーション―」 頁： 11 - 14 2013年1月
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First-principles Calculation for the Effect of Hydrogen Atoms on the Mobility of a Screw Dislocation in BCC Iron
Mitsuhiro Itakura, Hideo Kaburaki, Masatake Yamaguchi, Tatsuro Endo, Kenji Higuchi, Shigenobu Ogata, Hajime Kimizuka
Annual Report of the Earth Simulator Center 2011 頁： 155 - 158 2012年3月
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Path-Integral Evaluation of Free-Energy Profile for Hydrogen Diffusion around Grain Boundaries in Iron
Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata
Extended abstract book of the 1st International Symposium on Atomistic and Multiscale Modeling of Mechanics and Multiphysics (ISAM4-2011) 頁： C-3 (4 pages) 2011年7月
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First-principles Calculation on Peierls Potential of an Isolated Screw Dislocation in BCC Iron
Mitsuhiro Itakura, Hideo Kaburaki, Masatake Yamaguchi, Tatsuro Endo, Kenji Higuchi, Shigenobu Ogata, Hajime Kimizuka
Annual Report of the Earth Simulator Center 2010 頁： 157 - 160 2011年3月
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First-principles Calculation on the Diffusion of Hydrogen along a Screw Dislocation Core in BCC Iron
Mitsuhiro Itakura, Hideo Kaburaki, Masatake Yamaguchi, Tomoko Kadoyoshi, Atsushi Hiratsuka, Kenji Higuchi, Shigenobu Ogata, Hajime Kimizuka
Annual Report of the Earth Simulator Center 2009 頁： 151 - 155 2010年3月
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First-principles Calculation on the Interaction of an Interstitial Hydrogen Atom with a Screw Dislocation in BCC Iron
Mitsuhiro Itakura, Hideo Kaburaki, Masatake Yamaguchi, Tomoko Kadoyoshi, Futoshi Shimizu, Atsushi Hiratsuka, Shigenobu Ogata, Hajime Kimizuka
Annual Report of the Earth Simulator Center 2008 頁： 213 - 217 2009年3月
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First-principles Calculation on Binding Energy of an Interstitial Hydrogen Atom around a Screw Dislocation in BCC Iron
Mitsuhiro Itakura, Masatake Yamaguchi, Futoshi Shimizu, Shigenobu Ogata, Takuma Kano, Hajime Kimizuka, Tomoko Kadoyoshi, Hideo Kaburaki
Annual Report of the Earth Simulator Center 2007 頁： 233 - 237 2008年3月
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First-principles Calculation on Core Structures and Peierls Stress of a Screw Dislocation in BCC Iron
Futoshi Shimizu, Shigenobu Ogata, Masatake Yamaguchi, Takuma Kano, Hajime Kimizuka, Mitsuhiro Itakura, Hideo Kaburaki
Annual Report of the Earth Simulator Center 2006 頁： 235 - 239 2007年3月
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First-principles Calculation on Peierls Stress of a Screw Dislocation in BCC Molybdenum
Futoshi Shimizu, Shigenobu Ogata, Hajime Kimizuka, Takuma Kano, Hideo Kaburaki 277--280
Annual Report of the Earth Simulator Center 2005 頁： 277 - 280 2006年3月
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First-principles Calculation on the Core Structure of a Screw Dislocation in BCC Molybdenum
Futoshi Shimizu, Shigenobu Ogata, Hajime Kimizuka, Takuma Kano, Hideo Kaburaki
Annual Report of the Earth Simulator Center 2004 頁： 277 - 280 2005年3月
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Electronic and Atomistic Simulations on the Irradiation Induced Property Changes and Fracture in Materials
Futoshi Shimizu, Shigenobu Ogata, Hajime Kimizuka, Takuma Kano, Hideo Kaburaki
Annual Report of the Earth Simulator Center 2003 頁： 211 - 213 2004年3月
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板倉 憲一, 横川 三津夫, 清水 大志, 君塚 肇, 蕪木 英雄
情報処理学会研究報告（ハイパフォーマンスコンピューティング） ( 102 (2001-HPC-088) ) 頁： 67 - 72 2001年10月
講演・口頭発表等 45
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ミルフィーユ構造における塑性変形素過程とキンク形成の分子動力学解析 招待有り
君塚 肇
2024年度第一回軽金属学会「キンク研究部会」 2024年9月6日 軽金属学会「キンク研究部会」
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金属系ミルフィーユ構造における溶質クラスター形成と塑性変形の原子論的モデリング 招待有り
君塚 肇
令和5年度軽金属学会東海支部軽金属支部セミナー 2024年2月5日 軽金属学会東海支部
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種々の金属中の水素の拡散・捕獲過程に関する速度論モデリング 招待有り
君塚 肇
日本機械学会計算力学部門2023年度第1回A-TS01-15研究会「塑性の物理：素過程から理解して見えたもの～渋谷陽二先生記念シンポジウム～」 2023年12月18日 日本機械学会計算力学部門A-TS01-15研究会
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Core structure and Peierls stress of basal dislocations in a Ti3SiC2 MAX phase determined by machine-learning interatomic potentials 招待有り 国際会議
Hajime Kimizuka
JSME-KSME Joint Symposium on Computational Mechanics & CAE 2023 2023年8月30日 CAE and Applied Mechanics Division, Korean Society of Mechanical Engineers (KSME)
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金属系ミルフィーユ構造における変形素過程とキンク形成機構の原子論的解析 招待有り
君塚 肇
軽金属学会第144回春期大会 2023年5月14日 一般社団法人軽金属学会
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種々の材料系のミルフィーユ構造におけるキンク形成の微視的モデリング 招待有り
君塚 肇
日本金属学会シンポジウム「ミルフィーユ構造の創製とキンク強化：新強化原理として見えてきたこと」 2023年2月18日 公益社団法人日本金属学会
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金属系MFSおよびMAX相セラミックスにおけるキンク形成の分子動力学解析 招待有り
君塚 肇
令和4年度第二回軽金属学会「LPSO/MFS構造材料研究部会」 2023年1月13日 一般社団法人軽金属学会
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Atomistic analysis of microscopic mechanisms of kink formation in metallic and ceramic mille-feuille structures 招待有り 国際会議
Hajime Kimizuka, Rana Hossain
The 5th International Symposium on Long-Period Stacking/Order Structure and Mille-Feuille Structure (LPSO/MFS 2022) 2022年12月12日
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金属・セラミックス系ミルフィーユ構造におけるキンク形成の微視的メカニズムの原子論的解析 招待有り
君塚 肇, Rana Hossain
日本金属学会2022年秋期講演大会 2022年9月23日 公益社団法人日本金属学会
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第一原理計算に基づいた合金の時効析出過程の原子論的モデリング 招待有り
君塚 肇
マテリアルセミナー 2021年12月2日 東京大学大学院工学研究科マテリアル工学専攻
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原子シミュレーションに基づく結晶材料の塑性変形素過程の解析 招待有り
君塚 肇
日本金属学会2021年春期講演大会 2021年3月17日 公益社団法人日本金属学会
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MAX相セラミックスおよび高分子ラメラ相におけるキンク形成過程の分子動力学解析 招待有り
君塚 肇
日本物理学会第76回年次大会 2021年3月12日 一般社団法人日本物理学会
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第一原理に基づいたアルミニウム合金中のナノ析出物形成のマルチスケールモデリング 招待有り
君塚 肇
日本材料学会マルチスケール材料力学部門第69期第2回部門委員会 2020年12月23日 公益社団法人日本材料学会
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高分子系およびセラミックス系ミルフィーユ構造のキンク形成における変形素過程の微視的解析 招待有り
君塚 肇
日本金属学会2020年秋期講演大会 2020年9月16日 公益社団法人日本金属学会
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原子シミュレーションに基づく転位運動と原子拡散の速度論的モデリング 招待有り
君塚 肇
日本金属学会2020年春期講演大会 2020年3月17日
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ブロック共重合体ラメラ相の変形異方性とキンク形成の粗視化分子動力学計算 招待有り
君塚 肇
日本物理学会第75回年次大会 2020年3月16日
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First-principles quantum modeling of diffusion of hydrogen isotopes in face-centered cubic metals 招待有り 国際会議
Hajime Kimizuka
KSME-JSME Joint Symposium on Computational Mechanics & CAE 2019 2019年9月18日 JSME Computational Mechanics Division
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高分子系ミルフィーユ構造におけるキンク形成の粗視化分子モデリング 招待有り
君塚 肇
日本金属学会2019年秋期講演大会 2019年9月11日
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Undulation instability and kink formation of layered block copolymers: A coarse-grained molecular dynamics study 招待有り 国際会議
Hajime Kimizuka
The 10th International Conference on Auxetics and Other Materials and Models with "Negative" Characteristics and 15th International Workshop on Auxetics and Related Systems (Auxetics 2019) 2019年9月2日 Polish Academy of Sciences
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Ab-initio based multiscale modeling of formation kinetics of nano-precipitates in Al-Cu alloys 招待有り 国際会議
Hajime Kimizuka, Hiroshi Miyoshi, Akio Ishii, Shigenobu Ogata
The 6th Korea Multi-scale Mechanics Symposium (KMSM2019) 2019年7月4日
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固体材料分野における古典分子動力学法の基礎と応用 招待有り
君塚 肇
2019年度計算科学ハンズオンセミナー 2019年6月14日 パナソニック株式会社
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Al-Cu合金およびMg-Y合金におけるGuinier-Prestonゾーン形成の支配因子に関する原子論的研究 招待有り
君塚 肇
原子系材料研究ワークショップ 2018年12月5日
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Role of Intra- and Intercluster Interactions in Stabilization of Solute-Enriched Layers in Mg-based LPSO Phases: Towards Atomic Modeling of Mille-Feuille Structures 招待有り 国際会議
Hajime Kimizuka
The 4th International Symposium on Long-Period Stacking Ordered Structure and Mille-Feuille Structure (LPSO2018) 2018年12月3日
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Ab initio経路積分分子動力学法による面心立方金属中の水素同位体の存在状態と拡散キネティクスの解析 招待有り
君塚 肇
「レア・イベントの計算科学」第2回ワークショップ 2018年12月1日
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材料の強度・変形機構の解明に向けた原子・電子論的シミュレーションの活用 招待有り
君塚 肇
日本金属学会2018年秋期講演大会 2018年9月21日 公益社団法人日本金属学会
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固体材料分野における古典分子動力学法の基礎と応用 招待有り
君塚 肇
2018年度計算科学ハンズオンセミナー 2018年7月20日 パナソニック株式会社
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Mechanical tuning of hydrogen diffusivity in palladium: An ab initio path-integral molecular dynamics modeling 招待有り 国際会議
Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata, Motoyuki Shiga
International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials (THERMEC'2018) 2018年7月
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原子核の量子効果を考慮したFCC/BCC金属中の水素の存在状態と拡散機構の評価 招待有り
君塚 肇
軽金属学会「水素と力学特性研究部会」第7回部会 2017年6月7日
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金属材料中の水素の存在状態と拡散機構に関する量子論的モデリング 招待有り
君塚 肇
平成28年度触媒学会・コンピュータの利用研究会セミナー ～量子化学計算の大規模化～ 2016年12月2日
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First-principles Characterization of the Diffusion of Hydrogen in the Bulk of Metals 招待有り 国際会議
Hajime Kimizuka
8th International Conference on Materials Structure & Micromechanics of Fracture (MSMF8) 2016年6月27日
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構造材料の強度・物性評価における原子・電子シミュレーションの活用 招待有り
君塚 肇
J-OCTAユーザー会議2015 2015年11月27日 株式会社JSOL
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固体材料分野における分子動力学法の基礎と応用 招待有り
君塚 肇
第24回素材工学研究懇談会「材料科学におけるシミュレーション技術の活用」 2015年11月11日
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Role of intra- and intercluster interactions in solute ordering in dilute Mg alloys: A first-principles study 招待有り 国際会議
Hajime Kimizuka, Kazuki Matsubara, Shigenobu Ogata
2nd International Conference of Young Researchers on Advanced Materials (IUMRS-ICYRAM2014) 2014年10月25日
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Monte Carlo Modeling of Short- and Medium-Range Order in Mg-based Long-Period Stacking Ordered Structures: From Full Atomistic to Coarse Grained Models 招待有り 国際会議
Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata
International Union of Materials Research Societies, International Conference in Asia 2014 (IUMRS-ICA2014) 2014年8月
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Prediction of solute-atom clusters segregated in Mg-based ternary alloys from first-principles 招待有り 国際会議
Hajime Kimizuka, Marco Fronzi, Shigenobu Ogata
International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials (THERMEC'2013) 2013年12月
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Atomistic Monte Carlo modeling of concentrated Mg-TM-RE alloys based on first-principles calculations 招待有り 国際会議
Hajime Kimizuka, Marco Fronzi, Shigenobu Ogata
The 8th Pacific Rim International Congress on Advanced Materials and Processing (PRICM-8) 2013年8月
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構造材料における変形・破壊メカニズム解明のための原子・電子シミュレーション 招待有り
君塚 肇
第23期非線形CAE勉強会「固体CAEの最前線 ～破壊シミュレーションに向けて～」 2013年6月2日
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Quantum and thermal effects in hydrogen diffusion and trapping in iron: A path-integral molecular dynamics study 招待有り
Hajime Kimizuka
Thomas Young Centre (TYC) Lunchtime Seminar at Imperial College 2013年3月11日 Thomas Young Centre (TYC), Imperial College
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Atomistic Study on Controlling Factors of Local Chemical Order in Mg-Based LPSO Structures 招待有り 国際会議
Hajime Kimizuka, Marco Fronzi, Kazuki Matsubara, Shigenobu Ogata
The 5th International Symposium on Designing, Processing and Properties of Advanced Engineering Materials (ISAEM-2012) 2012年11月
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Mechanical Behavior of SiO2 Crystals under Stress: An Atomistic Study 招待有り 国際共著 国際会議
Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata, Ju Li, Yoji Shibutani
1st International Conference on Auxetics and Anomalous Systems 2006年9月
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Atomistic Characterization of Structural and Elastic Properties of Auxetic Crystalline SiO2 招待有り 国際会議
Hajime Kimizuka, Shigenobu Ogata, Yoji Shibutani
2nd Workshop on Auxetics and Related Systems 2005年8月 Polish Academy of Sciences
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Molecular dynamics study of the high-temperature elasticity of SiO2 polymorphs: Structural phase transition and elastic anomaly 招待有り 国際会議
Hajime Kimizuka, Hideo Kaburaki
Workshop on Auxetics and Related Systems 2004年9月28日 Polish Academy of Sciences
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Mg合金における溶質原子のクラスター化の原子論的モデリング 招待有り
君塚 肇
日本物理学会2016年秋季大会・領域9シンポジウム「材料研究が拓く界面・不均一系の物性科学」 2016年9月14日 一般社団法人日本物理学会
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第一原理計算から見たMg-LPSO相の構造と力学特性 招待有り
君塚 肇, 尾方 成信, 多根 正和
日本金属学会2015年秋期講演大会 2015年9月18日 公益社団法人日本金属学会・公募シンポジウムS2「金属間化合物材料の新たな可能性」
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Mg基LPSO構造における溶質クラスタの自己組織化と2次元規則化の非経験的モデリング 招待有り
君塚 肇
日本金属学会2014年秋期講演大会 2014年9月24日 公益社団法人日本金属学会
科研費 6
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金属3Dプリンタ技術が生み出す革新的耐熱アルミニウム合金の強化原理
研究課題/研究課題番号：24H00378 2024年4月 - 2028年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(A)
高田 尚記, 足立 大樹, 君塚 肇, 宮嶋 陽司
担当区分：研究分担者 資金種別：競争的資金
本研究は，金属3Dプリンタ技術であるレーザ粉末床溶融結合（L-PBF）プロセスにて製造可能かつ革新的な高温強度を示すアルミニウム（Al）合金の開発を見据え，従来製造プロセスでは生成不可能なα-Al（fcc）とAl6Fe相から構成されるナノ２相組織に由来する高強度化に着目する．具体的には，α-Al相の固溶元素とAl6Fe相を個々に制御したAl-Fe基多元系設計合金を利用し，高強度化を支配する組織因子を解明する．得られた知見は，豊富に存在する遷移金属元素を用いた革新的機能性を示すAl-Fe多元系合金（希少元素を必要としない）の設計だけでなく，金属3Dプリンタ材料の強化原理の学術的な礎となる．
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量子論的モデリングと機械学習の融合による水素エネルギー材料の第一原理設計の深化
研究課題/研究課題番号：24K01145 2024年4月 - 2027年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
君塚 肇, 志賀 基之
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：18460000円 （ 直接経費：14200000円 、 間接経費：4260000円 ）
水素をエネルギー媒体として利用するための材料技術を確立するには，その根本要素である「材料中における水素原子の振る舞い」を原理原則から理解し，材料設計に反映させることが重要である．本研究では，申請者らが構築してきた量子論的モデリング手法に機械学習を組み入れることで，計算負荷を大幅に抑えながら，量子効果に由来する水素の特異な挙動を予測的に定量評価できる解析法を構築する．これにより，水素エネルギー材料中の水素の反応・移動過程の自由エネルギー地形の系統的解析を実施し，水素の入出反応・移動過程のキネティクスの解明に役立てるとともに，水素透過・吸蔵性能の理論予測モデルを構築することを目指す．
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電子と原子核の量子論に基づく水素エネルギー材料の第一原理設計
研究課題/研究課題番号：21H01603 2021年4月 - 2024年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)(一般)
君塚 肇
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：17550000円 （ 直接経費：13500000円 、 間接経費：4050000円 ）
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ミルフィーユ構造の材料科学（研究に関する総括）
研究課題/研究課題番号：18H05475 2018年6月 - 2023年3月
文部科学省 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
阿部 英司
担当区分：研究分担者 資金種別：競争的資金
配分額：3185000円 （ 直接経費：2450000円 、 間接経費：735000円 ）
本総括班の目的は，ミルフィーユ構造のキンク強化理論の確立と新材料創製を目指して，司令塔として領域研究の組織的かつ有機的な運営を実施することである．令和元年度（2019年度）の主な実績は以下の通りである．なお，年度末に予定していた種々の領域行事は，コロナ感染症対策のため中止とした．総括班として２月中旬には判断・指示をしており，適確であった．
(1) 効率的な領域運営のため総括班体制を微修正し，実務に沿った体制とした．(2) 本年度より参画する公募研究者を対象として「公募キックオフ会議」を開催した，また，領域メンバー全員が集結する秋の合宿会議を開催した．年度成果報告会を３月初旬に企画していたが，コロナ対策のため延期（その後中止）とした．年度末報研究報告書は予定通り出版し，領域メンバーおよび評価員へと配布することで報告会の代替とした．(3) 公募研究者を含めて，班内・班間での勉強会開催を促進し，研究者間の連携強化に努めた．(4) 学協会におけるシンポジウムを複数企画し，研究成果の発信に務めた．(5) 広報活動の一環として，本新学術の内容紹介リーフレット，およびニュースレターを刊行し，各学協会や各大学・研究機関に配布した．(6) ３月中旬に大学院生・若手研究者を主体とする研究会および大型施設（J-PARC）見学会を企画した（最終的にコロナ対策のため中止）．(7) 研究活動支援部会より，高分子系の共通試料の提供を一部開始した．(9) 日本の材料研究振興を目指し企画されたMaterials Research Meeting 2020 (MRM2020)に，本新学術が主催するシンポジウムを企画・開催した．
総括班に設定した「領域交流推進部会」「研究活動支援部会」「情報発信・知財部会」「若手人材育成部会」国際活動支援部会」の各部会長が精力的に行動しており，領域研究の連携および活性化が極めて順調に進行している．
中間評価の年であり，これまでの成果をまとめるとともに，最終年度へ向けた明確な課題設定と，それに沿った具体的な連携研究展開へと正しく誘導する．領域研究のさらなる活性化を図るとともに，国内外へ向けた展開を加速する.
(1) 領域内連携研究の活性化：第２期公募研究テーマの具体的設定，募集活動を行う．今年度前半は，コロナ対策継続のため集会等の開催は難しいと思われることから，ホームページ等を有効活用しながらネットを通した広報活動を展開する．領域・班会議，班・連携研究会，施設・研究室見学・実習による目標明確化・理解を図り，領域全体の研究活動を活性化する．また，共通試料配布，大型量子線施設利用を始めとする研究活動支援を行う．(2)ミルフィーユ型新規材料の共通試料配布による計測・解析開始：公募研究者も含めて，ミルフィーユ型構造が確認された新規金属，高分子系，セラミックス系材料の共通試料配布を開始する．(4)研究評価委員会による研究評価・進捗確認：9月の合宿研究会，および3月の研究成果報告会において研究評価委員会による評価・進捗確認を実施し，領域企画委員会で各研究内容の調整・見直し等を図る．(5)国際活動支援：本新学術が主催する国際会議（LPSO/MFS2020）を１０月に東京にて開催する（＊コロナ対策のためめ延期も視野に入れた対応となるが，年度内の開催を目指す）．その他，国際会議Thermecにおいて本領域が主催するシンポジウム（来年度へ延期）や，可能な限り国際共同活動を活性化するための支援を行う. -
モデリングによるキンク形成・強化のメカニズム解明
研究課題/研究課題番号：18H05480 2018年6月 - 2023年3月
文部科学省 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
君塚 肇
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：85930000円 （ 直接経費：66100000円 、 間接経費：19830000円 ）
本年度は，最終目標であるミルフィーユ構造におけるキンク形成・強化のメカニズム解明に向けて，主として手法の構築・検証，計算機コードや計算機環境の整備を実施し，比較的単純なモデルを用いてこれらの有効性を検証した．具体的には，以下の5項目について研究を遂行した．
(1) Mg系ミルフィーユ構造のキンク形成の原子レベル解析を実施するための準備として，統計力学と遷移状態理論を援用した加速分子動力学法を構築し，本手法を実現するための計算機コードの整備を進めた．本年度は初期解析として純Mgを対象とし，キンク界面との類似性が指摘されている{11-2n}双晶に注目した塑性変形素過程解析を行った．
(2) Mg基LPSO構造の形成メカニズムならびにキンク界面の構造的特徴と化学的性質を明らかにするため，大規模第一原理計算を活用してMg中のキンクの原子構造および溶質原子との相互作用を評価した．
(3) メゾスケールにおけるキンク形成・強化のメカニズム解明を目的に，高次勾配結晶塑性論を導入したメッシュフリー解析手法を新たに構築し，キンクおよびその周辺の変形場および応力場を数値解析によって評価した．
(4) 多結晶体におけるキンク帯形成機構解明を目的として，Mg基LPSO構造一方向凝固材の圧縮負荷を模擬した結晶塑性有限要素解析を実施した．その結果，単純な加工硬化則を仮定した解析においても，先行研究において実験的に確認されている変形挙動を定性的に再現可能であることを確認した．
(5) Mg系ミルフィーユ構造における溶質元素クラスター間相互作用の解明を目的として，Mg中のY-Niクラスター間相互作用に関する大規模第一原理計算を試行した．その結果，長距離側でわずかに安定となるクラスター間距離が存在することを見出した．
研究を遂行するにあたり，「キンク形成原子論解析用並列計算機」（大阪大学），「キンク構造電子論解析用データ可視化計算機」（日本原子力研究開発機構），「キンク形成マルチスケール解析用並列計算機」（佐賀大学），「キンク形成結晶塑性解析用並列計算機」（熊本大学）を導入し，研究基盤を整備した．なお，本年度は関西国際空港の冠水に伴う物流停止の影響で並列計算機の調達・納品が遅れたことから（運用開始：平成30年12月～），当初予定した計算モデルの規模・種類を既存設備で解析可能な範囲に変更し，併せて研究計画を調整した．
また，キンクの原子構造およびキンクを伴う力学特性の解析に際して，研究が密接に関連するA02班内およびA03班の関連研究者間で研究会を計4回実施し，実験的知見に基づく結晶幾何学的モデルや応力－ひずみ特性等の情報提供を受けるとともに，計算材料科学の立場から検証が必要なモデルケースおよび物性値に関して議論・検討した．また，国内の関連学協会において積極的に発表・議論することに加えて，異分野学会主催の研究会等の機会を活用して情報発信を行うなど，研究成果の広報活動を展開した．
次年度は，初年度に構築した研究基盤に立脚し，以下に挙げる課題に取り組むことで研究を推進する．これらは，Mg系ミルフィーユ構造におけるキンク形成・強化のメカニズムを解明するための重要な因子であり，他班と連携研究を進める上での基盤的知見となる．
(1) 加速分子動力学法等の原子シミュレーションを活用したMg系ミルフィーユ構造の塑性変形素過程の温度・応力依存性の評価，ならびにキンクの幾何学的特徴を有した界面の形成過程に関する原子論的情報の獲得．
(2) 大規模第一原理計算を活用した溶質原子による転位芯のトラップ効果の評価，ならびに溶質偏析によるキンク界面と転位の相互作用の変化に関する電子論的検討．
(3) 高次勾配結晶塑性論に基づくメッシュフリー解析手法を活用したキンク形成の再現，ならびにキンク帯の介在による強化に関する定量的検討．
(4) 結晶塑性有限要素法を活用したMg基LPSO相多結晶体の系統的変形解析の実施とキンク帯形成の支配因子の抽出，ならびに実験結果との比較を通じた応力－ひずみ挙動，変形帯の形成挙動等に関する定量的検討．
(5) 大規模第一原理計算を活用したMg基LPSO構造における溶質クラスター間相互作用の系統的解析の実施，ならびに構造安定性に関する熱力学的情報の獲得． -
水素エネルギー材料の次代設計のための量子論的モデリングの深化と応用
研究課題/研究課題番号：18H01693 2018年4月 - 2021年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)(一般)
君塚 肇
担当区分：研究代表者
配分額：17550000円 （ 直接経費：13500000円 、 間接経費：4050000円 ）
本研究課題では，プロトニクス分野の高度化のための研究開発に貢献するため，原子核と電子の双方の量子効果に由来する水素の特異な挙動を予測的かつ定量的に評価するための新規の量子論的モデリング法を構築する．これにより，合金系および錯体化合物系等の水素エネルギー材料の典型モデルにおける水素の吸着，拡散，捕捉，水素化物形成等の反応過程のキネティクスに関する詳細を獲得し，水素特有の量子的振る舞いが当該材料に与える影響を明確にする．本年度は，以下に挙げる課題に取り組み成果を得た．
(a) 第一原理経路積分レアイベント解析法の構築
昨年度構築した第一原理経路積分レアイベント解析法のプロトタイプに対して改良を加え，経路積分分子動力学計算とstring法の組み合わせにより量子ゆらぎと熱ゆらぎの双方を取り入れることができる経路探索手法の構築を進めた．更に，安定・準安定状態から近傍の遷移状態を探索するための最緩勾配上昇法，ならびに量子ダイナミクスを取り扱うための近似手法である量子熱浴法に関するシステム実装を進めた．これにより，種々の材料中の多様な水素の反応・移動過程に関する自由エネルギー地形を評価するための枠組みの適用範囲を拡大させた．
(b) 水素エネルギー材料中の水素の反応・移動過程のキネティクスの解明
構築した手法を活用して，水素エネルギー材料における主要なモデル系の材料表面・界面における水素の吸着・固溶過程およびバルク中への侵入・拡散過程における自由エネルギー地形を第一原理的に評価し，水素吸蔵・透過性能を律速する因子の詳細を解析した．本年度は，水素吸蔵・透過材料のモデル系として重要なパラジウム水素化物を対象に，これまでその物理的描像の詳細が明らかにされていなかったパラジウム中の水素同位体拡散について定量的に評価するとともに，当該系における水素の存在状態と拡散メカニズムを解明した．
実際の解析上重要となるレアイベント解析の枠組みを首尾よく構築することができ，その応用として，これまで未解明であった面心立方金属中の水素同位体拡散の古典・量子描像の遷移メカニズムを明らかにすることができたことから，計画通り順調に進展していると考える．また，研究を遂行するにあたり，「第一原理経路積分解析用並列計算機増設モジュール」（大阪大学）を導入し，研究基盤を整備した．
水素挙動のレアイベント解析に際して，研究分担者である志賀を含む関連分野の研究者間で研究会（2019年12月，2019年1月）を実施し，今後展開を進めるべき手法に関して計算分子科学の立場から議論・検討した．また，国内の関連学協会において積極的に発表・議論することで情報発信を行うなど，研究成果の広報活動を展開した．
本年度はこれまでに構築したモデリング手法を有機的に活用することで，実際的な課題における水素の反応・移動過程のキネティクスの評価を進めてきた．次年度はこの流れを更に発展させ，以下に挙げる課題に取り組むことを予定している．
(a)第一原理経路積分レアイベント解析法の改良
これまで整備してきた第一原理経路積分レアイベント解析法に関して，材料内水素の協調的運動が支配的となる場合や比較的複雑な反応素過程を有する場合に対しても適用範囲を広げるために，状態サンプリング法の高度化および効率化に引き続き取り組む．具体的には，水素を含む材料の量子ダイナミクスを近似的に記述する量子熱浴法の本格的な導入，および量子ゆらぎと熱ゆらぎの双方を考慮した反応経路探索手法や拘束下サンプリングにおける平均力に基づいた断熱自由エネルギーダイナミクス法の効率化と動作検証を実施する．
(b)水素エネルギー材料中の水素の反応・移動過程のキネティクスの解明
これまでに構築した手法を活用して，水素吸蔵・透過材料および触媒材料のプロトタイプとして注目される金属・合金系を対象に，水素（およびその同位体）の溶解・拡散の基本メカニズムと速度論を明らかにする．また，格子欠陥が水素の溶解・拡散性に与える影響を明らかにするため，金属の表面や粒界における水素の振る舞いの解明に取り組む．これらを通じて，水素吸着・拡散・脱離過程において量子効果が顕在化する機構・条件等に関して普遍的な理解を得ることを目指す．