階微分係数を計算することなく、探索していくことができる。3N回)の座標の更新で最小値に辿りつくことが知られている。107なお、本シミュレータの場合、構造物の一部の原子は空間上に固定される必要がある。探針モデルを構成する原子全てを最安定座標へ配置するようにしてしまうと、それは探針モデルに働く力(探針を構成する原子に働く全ての力の合力)がゼロとなる配置を求めることになり、意味のある情報を得られないためである。定形状を計算した後で、探針モデルを構成する原子に働く力の総和を計算すれば、探針と試料の相互作用力が得られる。本シミュレータではこの力を探針が感じる力と見なしている。置を変えながら計算し、結果をプロットすればフォースマップが得られることになる。この計算で考慮される力は構造をまたいで働く力、つまり、ファンデルワールス力と(電荷の分極が存在していれば)クーロン力に由来する力である。像の計算-標準公式法-ここまでの説明から分かるように、本シミュレータの計算原理には探針を駆動させるカンチレバーの運動の効果が取り入れられていない。探針と試料の相互作用がわずかしか発生しない場合、探針の振動に与えられる影響と探針に働く力のプロファイル(フォースカーブ)との間に単純な関係が存在することが知られている。0という公式で計算できる[Sasaki2000]。振動の位相(探針が一番高い位置にあるときがゼロ)である。本シミュレータではこの公式を用いて周波数シフト像を計算する機能が装備されている。測定ではカンチレバー振動にエネルギーの散逸が発生する。散逸の主な原因はレバーの内部摩擦などによるもの、(特に液中測定の場合は)周囲の流体との摩擦によるもの、そして、探針や試料の変形によるもの、探針や試料を構成する原子の熱振動によるものである。範囲外であり、ここではまず、探針や試料の変形によるエネルギー散逸量だけを考える。原子の熱振動による効果は、次節の分子動力学法による計算、あるいはブラウン運動による取扱いで考慮することが可能であるが[Gauthier2000]、その大きさはそれほど大きくないので、このシミュレータでは含めていない。d0という式で計算することができる[Sasaki2000]。記号の意味は前節と同じである。この式から分かるように、探針が近づくときと遠ざかるときにかかわらず、探針の高さが同じときに感じる力の値が等しい場合にはエネルギー散逸量はゼロになる。非ゼロなエネルギー散逸量となるためには探針にかかる力がヒステリシスを持つ必要がある。使用法の実際-使用の手引-ここではペンタセン分子の周波数シフト像計算を例に使用法を紹介する。順で計算を実行することができる。らによって初めて成功したが、この計算ではその測定像を良く再現する結果を得ることができる。起動する1プロジェクトファイルを作成する。name"の欄に適当なプロジェクトファイル名を入力。シミュレータ選択ボックスから[CG]および[Calculation]を選択する。(カンチレバーのばね定数。(カンチレバーの共鳴周波数。分子構造ファイルはインストールフォルダ内の、[data¥]以下のフォルダに用意されて1います。Files¥SpmSimurator¥]なら、[C:¥ProgramFiles¥SpmSimulator¥data¥]です。ともに[data¥Sample¥Mol¥CGMDsample¥]の直下に配置されています。42節をご参照ください。像シミュレータでは液中での測定に対応したシミュレーションも可能である。中にある場合、それらと液体との相互作用により、系の自由エネルギーは真空中とは異なるものとなる。探針に働く力は、この自由エネルギーの変位に関する微分として与えられる。Model(RISM)法を採用している。