2004 Fiscal Year Annual Research Report
電子波動関数の変化・応答特性に着目した超伝導転移温度の評価
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15560607
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
高原 渉 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10252602)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
南 二三吉 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60135663)
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| Keywords | 超伝導転移温度 / 分子軌道 / DV-Xα法 / 窒化物 / 酸化物 / NaCl型化合物 / 化学反応 |
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| Research Abstract |
超伝導物質探索の指針を得るためには、超伝導物質が共通に持っている電子状態の特徴を見出す必要がある。有機化学反応の分野では、同じ機構で反応する分子がその大きさや分子構造の違いを超えて同型の軌道を作る傾向があることが指摘されている。有機化学反応であろうとも、固体物性であろうとも、主役を演じているのは電子であり、化学反応では原子変位を伴うのが一般的である。そこで本研究では、ある結晶構造下での電子状態というよりも、むしろその構造から積極的に原子を変位させたときの、電子状態の変化・応答特性を知ることに主眼を置いて、Ti、Zr、Nb、V、FeのNaCl型構造の窒化物、炭化物、酸化物を対象に、その分子軌道特性と超伝導転移温度との関連性を調べた。中心原子を変位させたクラスターモデルを設定しDV-Xα分子軌道計算を実施した。クラスターの原子数や計算過程における電子移動量の変化の仕方を変えた場合の計算も行い、各化合物の波動関数特性を調べた。中心原子を変位させた場合、中心の非金属と周囲金属原子間の距離に偏りが生じるため、Bond Overlap Population (BOP)も変化する。変位させた非金属原子と、原子問距離が近づいた金属原子とのBOP、および、それと反対側の遠ざかった金属原子とのBOPを調べ、その変化特性をみると、これが各化合物間の超伝導転移温度の高低関係とよく似るようになる傾向が認められた。ここでの結果は、超伝導という固体物性であっても、これが分子軌道特性と密接な関係にあり、固体物性そのものを固体凝縮系における一種の化学反応現象と捉える視点が重要であることを示唆している。物質探索に際しては、固体物性としての超伝導現象と、固体化学反応としての触媒現象の関連性に着目することが有効であると思われる。
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