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局在量子構造探求のための研究基盤の体系化

研究課題

研究課題/領域番号 12130204
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

足立 裕彦  京都大学, 工学研究科, 名誉教授 (60029105)

研究分担者 高野 幹夫  京都大学, 化学研究所, 教授 (70068138)
田中 功  京都大学, 工学研究所, 教授 (70183861)
菅野 了次  東京工業大学, 総合理工学研究科, 教授 (90135426)
田中 克志  香川大学, 工学部, 助教授 (30236575)
吉田 朋子  名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (90283415)
研究期間 (年度) 2000 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
98,100千円 (直接経費: 98,100千円)
2004年度: 10,100千円 (直接経費: 10,100千円)
2003年度: 22,300千円 (直接経費: 22,300千円)
2002年度: 31,300千円 (直接経費: 31,300千円)
2001年度: 34,400千円 (直接経費: 34,400千円)
キーワード第一原理計算 / セラミックス / 酸化物 / 電子論 / 電子分光 / 格子欠陥 / 原子空孔 / 溶質元素
研究概要

本研究班では,局在電子構造の関与する複雑系についてのシミュレーションを行い,実験と密接な連携を行うことを目的としている。計算手法は主に平面波基底の第一原理擬ポテンシャル法を採用し,必要に応じて,原子軌道関数基底でのバンド計算を併用した.本年度としての成果を以下に箇条書きにする.
1)ZnOおよびMgO中のAlおよびGa溶質元素の存在状態を第一原理計算で予測した上で,本グループにてppmオーダーの不純物添加系を系統的に作製し,陽イオン空孔と不純物との相互作用を阪大グループとの共同研究での陽電子寿命測定により直接的に検証した.このようなextrinsitc要因の陽イオン空孔の生成をppmレベルで直接検証したのは世界ではじめての成果である.
2)民間企業との共同研究腕スピネル型LaCrO_3中のCr空孔の生成についての理論計算を行った.この結果は,酸化物固体燃料電池(SOFC)のセパレータの材料設計に有用である.
3)XANES/ELNES理論計算法を,米国ミズーリ大のChing教授らとの共同研究で確立し,酸化物系,窒化物系などで多くの応用例を示した.
4)ppmオーダーの不純物を添加したZnOおよびMgO系について,SPring8でのXANES実験を行い,超微量元素の定量的な状態分析技術を確立した.
5)新規リチウムイオン導電体の探索を,実験と理論計算の連携によって進めた。
これらは,すべて,特定領域の研究グループ間での密接な連携のもとに成り立っている.

報告書

(5件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 文献書誌 (21件)

  • [雑誌論文] General ride for displacive phase tran sitions in perovskite compounds revisited by first principles calculations2005

    • 著者名/発表者名
      T.Tohei
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 94

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Ab initio lattice dynamics and phase transformations of ZrO_22005

    • 著者名/発表者名
      A.Kuwabara
    • 雑誌名

      Phy.Rev.R 71

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Atomistic-mechanism of proton conduction in solid CsHSO_4 by a first-principles study2004

    • 著者名/発表者名
      X.Z.Ke
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 69

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Valence state of Ti in conductives nanowires in sapphire2004

    • 著者名/発表者名
      T.Mizoguchi
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 70

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Systematic research on insertion materials based on superlattice models in a phase triangle of LiCoO_2-LiNiO_2-LiMnO_2 I. First-principles calculation on electronic and crystal structures, phase stability and new LiNi_<1/2>Mn_<1/2>O_2 material2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Koyama
    • 雑誌名

      J.Electrochem.Soc. 151

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] X-ray absorption near edge structures of silicon nitride thin film by pulsed laser deposition2004

    • 著者名/発表者名
      T.Suga
    • 雑誌名

      Mater.Trans. 45

      ページ: 2039-2041

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tatsumi: "Atomic structure and bonding of b-and spinel Si_<6-z>Al_zO_zN_<8-z> by first principles calculations"Phys.Rev.B. 66. 165210-1-165210-8 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kawakami: "Pressure-Induced Transition from a Charge-Disproportionated Antiferromagnetic State to a Charge-Uniform Ferromagnetic State in Sr_<2/3>La_<1/3>FeO_3"Phys.Rev.Lett.. 88. 037602-1-037602-4 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yoshida: "In-situ luminescence and optical absorption measurements of siica in reactor core"J.Nuclear Materials. 307-311. 1268-1272 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tanaka: "Shape memory characteristics in the L10-fcc order-disorder phase trahsformation of FePd"Phil.Mag.. 83. 1797-1806 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] I.Tanaka: "Identification of ultradiluted dopants in ceramics"Nature Materials. 2. 541-545 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Mizoguchi: "Theoretical prediction of ELNES/XANES and chemical bondings of AIN polytypes"Micron. 34. 249-254 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yoshino: "Energetics of Hydrogen States in SrZrO3"Mater.Trans.. 43. 1444-1450 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] F.Oba: "First-Principles Calculations of Co Impurities and Native Defects in ZnO"Mater.Trans.. 43. 1439-1443 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Koyama: "Evaluation of Migration Energy of Lithium Ions in Chalcogenides and Halides by First Principles Calculation"Mater.Trans.. 43. 1460-1463 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] W-Y.Ching: "Prediction of new spinel phase of Ti_3N_4 and SiTi_2N_4 and metal-insulator transition"Phys. Rev. B. 61. 10609-10614 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yoshiya: "Energetical role of modeled intergranular glassy film in Si_3N_4-SiO_2 ceramics"Acta Mater.. 48. 4641-4645 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] F.Oba: "Ab initio study of symmetric tilt boundaries in ZnO"Phy. Rev. B.. 63. 015410 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] W.Y.Ching: "Prediction of spinel structure and properties of single and double nitrides"Phys. Rev. B. 63. 064102 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] I.Tanaka: "First principles calculations of anion-vacancies in oxides and nitrides"J. Am. Ceram. Soc.. 85. 68-74 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] F.Oba: "Effective doping in cubic Si_3N_4 and Ge_3N_4 : A first principles study"J. Am. Ceram. Soc.. 85. 97-100 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Mizoguchi: "Core-hole effects on theoretical ELNES/NEXAFS of MgO"Phys.Rev.B. 61. 2180-2187 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] W-Y.Ching: "Prediction of new spinel phase of Ti3N4 and SiTi_2N_4 and metal-insulator transition"Phys.Rev.B. 61. 10609-10614 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] F.Oba: "Energetics and electronic structure of point defects associated with oxygen excess at a tilt boundary of ZnO"J.Mater.Res.. 15. 2167-2175 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yoshiya: "Energetical role of modeled intergranular glassy film in Si_3N_4-SiO_2 ceramics"Acta Mater.. 48. 4641-4645 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] F.Oba: "Ab initio study of symmetric tilt boundaries in ZnO"Phy.Rev.B.. 63. 015410 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] W.Y.Ching: "Prediction of spinel structure and properties of single and double nitrides"Phys.Rev.B. 63. 064102 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2018-03-28  

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