2005 Fiscal Year Annual Research Report

単位胞に52個の原子を含む複雑構造物質ガンマ相合金の相安定化機構の解明

Research Project

Project/Area Number	17560583
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Research Institution	Toyota Physical & Chemical Research Institute
Principal Investigator	水谷宇一郎 (財)豊田理化学研究所, フェロー (00072679)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	竹内恒博名古屋大学, エコトピア科学研究所, 講師 (00293655) 佐藤洋一愛知教育大学, 教育学部, 教授 (20024094)
Keywords	複雑構造物質 / Hume-Rothery電子濃度則 / ガンマ相合金 / 第一原理のバンド計算 / 相安定化機構
Research Abstract	我々は複雑構造物質群の中で比較的原子数が少ない系として単位胞に52個の原子を含むCu_5Zn_8及びCu_9Al_4ガンマ相を選び、第一原理バンド計算(Full-potential Linearized Augmented Plane Wave略してFLAPW)法を実行し、このような複雑な構造が特定の電子濃度e/a=21/13で安定化する機構を明らかにして来た。本研究では、これまでの研究をTM_2Zn_<11>(TM=Ni,Pd,Co,Fe),Al_8V_5,Ag_4Li_9ガンマ相合金に拡張し、その安定化機構を統一的に理解することを目指す。自然はどのような機構でこのような複雑な単位胞を周期的にならべて安定化するのかを明らかにしようとするこの研究は材料学の基礎の確立に大きな役割を果たすと信じている。平成17年度には以下の成果を挙げた。 (1)TM-Zn(TM=Ni,Pd,Co,Fe)系ガンマ相合金を作成し、その粉末X線回折データを測定した。さらに、Rietveld構造解析を行うことで単位胞内の52個の原子位置を精密に決定した。 (2)実験で決定した原子構造を使って第1原理のバンド計算を行い相の安定化機構を解明した。 (3)Al_8V_5ガンマ相合金を作成し、SPring-8放射光施設BL02B2ラインの粉末結晶構造解析装置を用いて回折スペクトルを測定した。その結果をRietveld解析することで52個の原子位置を決定した。 (4)その構造に基づき電子構造を計算し、その相安定化機構を解明した。