熊本大学_下條研究室<学部生向け情報>

当研究室に入室希望の学部生向け情報を掲載しています。是非ご覧ください。

このページでは当研究室に入室希望の学部生向けの情報を掲載しています。

年間イベント
４年生学習内容
４年生卒業研究

修士課程（博士前期過程）学習内容
卒業後の進路
学生研究室の場所

２０１５年度年間イベント

イベントページに掲載しています。

４年生学習内容

下條研究室では「分子動力学法(Molecular dynamics; MD)」を取り扱います。
MDとは原子、または分子に対するニュートンの運動方程式をコンピューターを使って数値的に計算して軌跡を求めていくことで物理系の性質を捉える手法です(下図参考:クリックで拡大します）。
４年生はまず用意された教科書をおよそ半年間に渡って輪読をしてMDの基礎を学ぶます（※１）。その後コンピューターで計算を始められるようにプログラムを学びながら卒業研究に取り組む、という流れになります。
プログラムは専ら「Fortran」というコンピューター言語を用いています（※２）。下條研究室では一からプログラムをくみ上げますので、くみ上がる頃にはMDと十分なコンピューター言語の知識が得られるだろうと思います。
また、作ったプログラムや計算データはファイルサーバで管理するようなります。そのためサーバー管理などの知識を付けたい人には良い機会だと思います。
卒業研究については次の節でご紹介します。
※１
以下の教科書を使わせていただいています。
「岡崎進.『コンピューターシミュレーションの基礎』, 化学同人」.
※２
Fortranは「Formula translation」の略で「数式翻訳」の意味です。
その名の通り数式演算に強く、また初めて生み出されたコンピュータ言語として歴史があります。

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４年生卒業研究

2011年度より物理学科の４年生には卒業研究が課されました。
ただ、下條研究室では以前より卒業研究を設けていましたので、先輩方が残した卒業研究論文の蓄積があります。取り組んでいる分野は多岐に渡りますので卒業研究のテーマを決めるときや、実際にテーマに取り組むことになったときにもきっと参考にできる卒業論文があるだろうと思います。
下では先輩方が残された研究の一部をご紹介します。

Arの固液共存点の決定

2011年度の研究から「Ar(アルゴン)の固液共存点の決定」という研究例をご紹介します。
固液共存点というのは固体と液体が共存する温度の事で、この温度をMDによってより厳密に求めてみようという研究です。次の動画はこの研究の結果をまとめたものです。

方法②を用いたシュミレーション動画において、左側の１つ１つの粒が規則的に並んでいるようにみえる方が固体Arで、右側の粒がばらばらに位置しているのが液体Arです。また右に書いてある数字は全体の温度を表しています。
また、このシュミレーション動画では、固体Arと液体Arを接触させ全体の温度が何度のときに両者が共存するのかを調べています。動画は73.3K（上）と73.4K（下）の二つの系の経過を示しています。
結果、73.3Kでは全体が固体になり73.4Kでは液体となったので、この温度の間に固液共存点があることが言え、小数点第一位という精度で温度を求めることができました。

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AsSの電子密度分布の可視化

2011年度の研究から「AsS（硫化ヒ素）の電子密度分布の可視化」という研究例をご紹介します。
この研究はMD計算から得られる解析データの「可視化」に力を入れています。本来、MD計算から得られる結果は下のような数値データ（原子の座標データ）です（クリックで拡大します）。
このままではどのような物理現象が起こっているかわかりません。そのため直観的に「見て」わかりやすい形にする必要があります。また、可視化の仕方によって見たい物理現象が見えたり見えなかったりするので、この工程は非常に重要です。
この研究のAsSは共有結合性の液体であり、ある圧力下では分子崩壊します。その分子崩壊後に「結合の組み換え」が生じます。そのとき、原子間の共有結合がどのように変化して（つまり原子間の電子密度がどのように変化して）、「結合の組み換え」が起こるのかを調査して可視化したものが下の動画です。

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修士課程（博士前期過程）学習内容

修士課程では「第一原理分子動力学法」を学びます。
量子力学を取り入れた分子動力学法です。シュレーディンガー方程式を解き電子状態をきちんと計算して原子核に働く力を求めます。そしてその力を用いて原子の軌跡を計算して物理系の性質を解析するMDです（下図参照:クリックで拡大します）。４年生で学ぶMDよりも高精度な手法です。大学院ではこの手法を用いて研究にあたり、学会等で発表します（※１）。
修士一年ではこの手法の基礎を勉強するために最初は日本語の教科書の輪読をします（※２）が、それを終えると次は英論文の輪読に移っていきます。
※１
研究例についてはメンバーページをご覧ください。参考の為、在籍する学生名とともに研究内容を掲載しています。
※２
以下の教科書を使わせていただいています。
「上田顯.『分子シミュレーション』, 裳華房」.

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卒業後の進路

(株)アイネス、(株)アルファシステムズ、(株)アルプス技研、(株)伊藤忠テクノソリューションズ、(株)インフォテクノ朝日、(株)エイムネクスト、(株)NECマイクロシステム、(株)NTTデータ、(株)NTTデータアイ、(株)NTTドコモ、(株)オムロンリレーアンドデバイス、(株)京セラコミュニケーションシステム、(株)セイコーエプソン、(株)東祥・スポーツクラブカンパニー、(株)西日本電信電話、(株)パナソニック半導体ディスクリートデバイス、(株)日立ソリューションズ西日本、(株)富士通コンピュータテクノロジーズ、(株)富士電機システムズ、(株)三菱スペース・ソフトウエア、(株)ヤフー、(株)リコーシステム開発、熊本整形外科、長崎県高校教員、学振特別研究員PD(京都大学)、九州大学　など

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学生研究室の場所

ご不明の点がありましたら下の学生研究室までお気軽にお越しください。

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