52中村 祐二54Yuji NAKAMURA前園 涼55Ryo MAEZONOマイクロ領域での微小発熱を実現する超低負荷燃焼デバイスの開発(2014年採択)Research & Development for Ultra Low-load Combustion Device with Mild Heat Generation in Microscale(Project 2014)密度行列・対分布関数解析法を用いた電子正孔系における新奇相出現と相転移の解明(2014年採択)A Quantum Monte Carlo study of the phase diagram of electron-hole gas coupled with density matrix/pair correlation function analysis(Project 2014)本研究では，申請者らの過去の研究により世界で初めて言及された，バーナ火炎のマイクロ化に伴い「自発的且つ特異的」に発現し得る燃焼安定化機構の存在を実験ならびに数値計算により明らかにし，それを応用した超低負荷燃焼デバイスの可能性について検討した．バーナを介した熱循環により，バーナの存在することで燃焼安定化がもたらされる範囲が存在することを示すとともに，それを利用するためのバーナ条件についても検討した．数値実験として表面反応による効果も合わせて検討し，触媒燃焼との併用がマイクロ燃焼では望ましいことを示した．In the present study, a novel stabilization mechanism induced by the miniaturization of the burner is exam-ined in detail through numerical study. Heat recirculation through the burner is found to be essential role to improve the stability, however, the stability shows in the limited range of imposed conditions. Assisted by the catalytic activity at the heated surface by above-mentioned heat recirculation, the stability is found to be im-proved further. Impact of heat recirculation with micro-burner can deliver various positive effect to improve the stability, although it has been believed that the heat loss toward the burner is always negative effect in terms of the flame stability. This is an unique character for the micro-scale combustion and the new approach with micro-scale combustion could be considered by using such unique advantage.フォトニクスの素過程となる電子正孔対の発生と励起子相の出現につき，粒子数密度と電子正孔質量比をパラメタとした相図の理論的解明を進めている．大域的な相探索には，多粒子相関の取扱いが難しい中濃度領域が含まれるため，全濃度領域で現存汎用理論中，最も信頼性の高い量子拡散モンテカルロ法による評価基盤構築を進めた．恣意的近似設定を何ら設けず，励起子モット転移や励起子分子相の出現捕捉に成功し，高濃度域における励起子相の消失が予見された．The emergence of electron-hole pairs to form excitonic phases is one of the most fundamental interest to un-derstand the essence of photonics. The phase diagram as a function of the particle density and the mass ratio of electron/hole is studied using the diffusion quantum Monte Carlo method. We successfully described the transition between a fluid phase, an excitonic phase, and a biexcitonic phase.
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