2018 Fiscal Year Research-status Report
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18K04677
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
藤田 伸尚 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (70431468)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 近似結晶 / 準結晶 / 構造相転移 / 二相共存 / 荷電子数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Al-Pd-М(М=遷移金属)系合金における正20面体準結晶および近似結晶の形成条件に関する実験的調査を中心に行った。特に、元素Мとして二種類の同族元素を部分混合し相形成挙動への影響を調べた。一般に、同族元素は名目上同一の価数を持つため、類似した相形成挙動を示すと期待される。よって、異なる族の元素混合に対する構造変化は過去に研究された一方で、同族元素の混合による相形成挙動の調査はほとんど行われてこなかった。しかし、第８族元素であるМ = Fe, Ru, Osに対する相形成挙動は実際には必ずしも一致しない。例えば、М = Ruおよび Osに対して安定な正20面体準結晶やその高次の近似結晶が形成するが、М = Feに対してはごく低次の近似結晶しか確認されていないなど、構造形成挙動が明確に異なる。これらの相形成における構造支配因子は、同族元素に対する相形成挙動を系統的に調べることで初めて理解できる。
Al-Pd-FeおよびAl-Pd-Ru系合金においてそれぞれ周期が7.7ÅのＣ相および40.5ÅのP40相（いずれも近似結晶）が形成する共通の組成比を選び、FeとRuの含有比を段階的に変化させた。X線回折や電子回折を用いて構造評価を行った結果、Fe:Ru=1:0の混合比ではＣ相の単相が確認され、Ru含有比の増大とともにＣ相とP40相の二相共存領域が現れ、最終的にP40相の単相に変化した。また、P40相の単相域は温度の上昇とともに狭くなった。一方、Al-Pd-Fe系Ｃ相の試料を長時間熱処理すると、回折パターンに倍周期の超格子ピークが現れることが確認された。これにより、Ｃ相の安定構造は文献で報告されている7.7Åの単純立方晶ではなく、約15.5Åの体心立方晶であることが明らかになった。
遷移金属元素МとしてFeとOsの組み合わせを用いた場合についても試料作製および初期評価を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成３０年度は、Al基合金系における遷移金属元素の違いによる相形成挙動の変化を理解するために、二種類の遷移金属元素FeとRuを選び、その部分混合による補間的調査を中心的に進めた。その結果、両者の間に明確な構造転移を確認することに成功し、また、Ｃ相近似結晶の安定構造としての周期が、これまで文献で報告されている値の倍周期であることを見出すことができた。当初計画では、さらに複数の元素ペアに対する調査を予定していたが、それについては十分に進めることができなかった。その大きな要因としては、当該年度が最終年度となっていた「さきがけ研究」の推進のために、研究代表者が大部分の研究時間を割く必要があったことが挙げられる。また、最初に選んだFeとRuのペアに対する調査が予想以上に時間がかかってしまったことも理由の一つである。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成３１年度は、本研究課題が研究代表者のメインプロジェクトとなるため、遅れを取り戻せるように本研究課題に注力する。具体的に進める作業として、まず、遷移金属種Ｍの新しいペアを一種類ないし二種類程度選び、前年度と同様の実験的調査を推進する。これについては大学院生の研究テーマとして進める。また、当初計画していたように、第２年度からは第一原理電子構造計算による近似結晶の構造安定性の定量的評価を開始する。特に、複雑な結晶構造に対する第一原理計算の実践をできるだけ多く積み重ね、年度の終わりには実験結果と対応付けた議論がある程度行える段階に進むことを目標とする。
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| Causes of Carryover |
研究計画に遅れが生じたことにより消耗品等の使用量が予定よりも少なかったため、これらを次年度に購入することにした。その際、次年度以降に必要となる国際会議への参加旅費や消耗品の購入費用などの全体のバランスを考慮し、計画的に節約して残額を次年度に繰り越すのが適当と判断した。ただし、次年度以降に使用予定であった第一原理計算ソフトウェアＶＡＳＰについてアップグレードの必要性が判明したため、Ｈ30年度中にアップグレードライセンスの購入を済ませた。また、少額の書籍の購入や装置使用料の支払い等にも本科研費を使用した。
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Research Products
(1 results)
