2011-14

第一原理計算による材料設計

高精度な量子力学計算により原子・電子状態を求め、材料特性の理論的解明や新たな材料の設計に役立てる

並列クラスター計算機

計算機性能
	第一期高速計算ノード43台	第二期高速計算ノード47台
CPU	Xeon-W5355(クワッドコア、 2.66GHz)×2=8計算コア	Xeon-W5580(クワッドコア、 3.20GHz)×2=8計算コア
メモリ	32GB (DDR2 633MHz)	24GB (DDR3 1333MHz)
ネットワーク	1000Base-T 2ポート、 InfiniBand (10Gbps) 1ポート	1000Base-T 2ポート、 InfiniBand (20Gbps) 1ポート
性能	68GFLOPS	92GFLOPS
システム全体性能	2,924GFLOPS =1秒間に2兆9240億回の演算	4,324GFLOPS =1秒間に4兆3240億回の演算
他	データサーバ6Tバイト、負荷平準化機構を搭載
計算ツール	第一原理計算：VASP, CASTEP 計算ユーティリティーソフト：MedeA, Materials Studioなど

第一原理計算

原子位置の入力情報から、経験的に決定したパラメーターを用いることなく多原子・多電子のシュレーディンガー方程式を解く量子力学計算を行い、電子系の全エネルギーとその変化、安定構造、電子状態、磁性、誘電分極性など様々な材料特性を定量評価する手法。

Schröinger equation : H Ψ=E Ψ

電子顕微鏡観察等から得られる実験結果との対照を通じて、実験からは伺い知ることのできない原子・電子レベルでの詳細な物性の解析や新規材料の特性予測を行うことができる。

計算例