2017 Fiscal Year Annual Research Report
Applications of Cluster Variation Method to various internal freedom of alloys
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26289227
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
毛利 哲夫 東北大学, 金属材料研究所, 特任教授 (20182157)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 内部自由度 / クラスター変分法 / 経路確率法 / 有限温度磁性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
原子配列や、原子変位、磁気スピン、電子分布など、物質・合金には多様な内部自由度があり、かかる自由度の励起・遷移が多彩な材料特性の発現を担っている。これらの自由度が最適化されたところに平衡状態があるが、種々の自由度が競合・共存する系に対して、多岐にわたる自由度を効率的に最適化し、高精度の自由エネルギーを求めることには理論上大きな困難が伴う。一方、本研究で用いるクラスター変分法では、基本クラスターのサイズを増大させればさせる程、配列の自由エネルギーが厳密な値に近づくことが保障されている。本研究では、クラスター変分法を基本として、原子変位、磁気スピンの自由度を配列の自由度に変換する手法を提案し、変位と磁性の関与する相平衡・相変態の大規模並列計算を実行することを目的として研究を展開してきた。連続変位クラスター変分法では原子の局所変位の自由度を（超）多元系合金の配列の自由度に置き換えるが、この考え方を他の自由度変換にも用いた。特に、①Ni(fcc)の有限温度磁性の計算において、実験結果と200K程度の誤差範囲でキュリー温度を求めたこと、②Ni3Al-L12規則相の急熱・急冷に伴う長距離規則度の緩和過程の計算を空孔機構に基づく経路確率法を用いて行ったこと、がこれまでの成果として特筆される。今年度は、これらに加えて、PdRu系の相平衡に及ぼすサイズ効果のの詳細な計算を行い、さらに、二次元正方格子を対象にして連続変位クラスター変分法へ多体相互作用を取り入れる計算を行った。そして、原子間相互作用や原子間相関が変態次数に及ぼす影響を系統的に示した。本計算は二次元系を対象にしているが、三次元系への拡張が課題であり、既述のPdRu系のようにサイズ効果によって固溶度が変化する系が好個の対象系である。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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