2018 Fiscal Year Research-status Report
Search for regularity of crystal structure based on atomic environment type
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17K06783
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
陳 迎 東北大学, 工学研究科, 教授 (40372403)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 原子配置タイプ / 結晶構造タイプ / 二元系化合物 / 電子構造 / フォーノン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度には、二元系化合物に最も出現する6種類のAET(CN4(SZn)；CN6(NaCl), CN12(L10, L12)；CN14(CsCl, NaTi))に対して、元素番号34まで、絶対零度、圧力と温度の同時に解析を行った。平成30年度には、データの蓄積を中心として系統に原子配置タイプの解析を続いた。(1)前年度の対象である6種類のAETの計算を続き元素番号37-52の計算を行った。(2)元素番号34まで、前年度対象以外のCN14までの13種類の原子配置タイプの解析を実行した：CN4(C)、CN5、CN6(CoO, CrN, AsNb)、CN8、CN10、CN12(Mg, Cu, AuCd,Cu3Ti)、CN14(BiF3, MoSi2)。有限温度での原子振動についてDebye近似を用いました。(3)多形構造をの化合物に対して、構造間の関連性を調べた。例えば、ZrO2は3種類の構造（基底構造 m-ZrO2-mP12、中温相t-ZrO2-tP6 及び高温相c-ZrO2-cF12）があり、2650K以上で安定な高温相dである立方晶は強い動力学的な不安定性があるため、フォーノン振動スペクトルに虚数の振動頻度が現れて熱力学物性を求める際に大きな困難をもたらす。関与する原子の波動ベクトル（体対角線方向）に沿って小さな変位を与えることで虚数の振動モードの消去に成功した。原子変位後の結晶構造は無変位の蛍石構造に離れたが、AETタイプは同じであることが分かった。つまり、原子配置のAETタイプは各結晶構造の本質的な特徴を抽出して構造をグループして、同じAETグループである異なる結晶構造間の繋がりを反映できる結晶構造分類法と理解できた。(4)元素周期表に同じグループに所属する元素から構成される化合物のシリーズ（例えば、TiO2, ZrO2, HfO2, CeO2）に対して、構造間関連性を着目して計算を行い検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は概ね順調に進行している。結晶構造の規則性を探索するため、一貫したデータの蓄積が重要な条件である。「研究実績の概要」に述べたように、二年目には系統的の計算データの準備、解析ができた。広範な系を計算すると共に、特徴がある系に対して詳細な解析も行い、研究は広さと深さを両方で進めた。
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| Strategy for Future Research Activity |
H31年度には、(1)これまでの計算結果の解析、理論計算結果と既存データの比較、検証、及びいままでデータがなかった二元系におけるAETの圧力、温度依存性データの抽出、整理；(2)AETタイプはCN24まで、元素の種類は元素番号52までの展開；(3) AETの物理的意義の解明との3つの計画で研究を進む。本研究共同研究者であるDr. Pierre Villarsを訪問する、もしくは招聘して最終年度の研究の加速を期す予定である。
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| Causes of Carryover |
主として研究発表するための国際の計画旅費、共同研究者の招聘もしくは訪問の旅費に計上する。
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