形状記憶合金における格子振動の非調和性：第一原理計算に基づく定量解析

• 研究課題/領域番号: 16K18228
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 金属物性・材料
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 池田 裕治 京都大学, 大学院工学研究科, 特定助教 (90710450)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 形状記憶合金 / 第一原理計算 / 格子振動（フォノン） / 不規則合金 / 非調和効果 / フォノン / 分子動力学法 / マルテンサイト変態温度

研究成果の概要

形状記憶合金における非化学量論組成や規則・不規則相転移における格子振動の諸性質の解明を目指し，不規則合金に対する第一原理に基づく格子振動解析手法の定式化および実装を行った．本手法を高エントロピー合金など様々な不規則合金モデルに適用し，フォノンスペクトルのピークの広がりや不連続性など，不規則合金のフォノンスペクトルに普遍的に見られる特徴を明らかにした．また，磁性不規則合金に対する適用により，フォノンスペクトルが磁気状態に大きく依存することを示した．さらに，不規則合金中の力定数に対して詳細な解析を行い，元素ペアや原子間距離に対する依存性を明らかにした．

研究成果

• [国際共同研究] Max-Planck Institut fuer Eisenforschung(ドイツ)
• [雑誌論文] Temperature-dependent phonon spectra of magnetic random solid solutions (2018)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, Y, Kormann, F, Dutta, B, Carreras, A, Seko, A, Neugebauer, J and Tanaka, I
  • 雑誌名: NPJ COMPUTATIONAL MATERIALS 巻: 4 号: 1 ページ: 7-7
  • DOI: 10.1038/s41524-018-0063-1
  • NAID: 120006523830
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Phonon broadening in high entropy alloys (2017)
  • 著者名/発表者名: Koermann Fritz、Ikeda Yuji、Grabowski Blazej、Sluiter Marcel H. F.
  • 雑誌名: npj Computational Materials 巻: 3 号: 1 ページ: 36-36
  • DOI: 10.1038/s41524-017-0037-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] First-principles screening of structural properties of intermetallic compounds on martensitic transformation (2017)
  • 著者名/発表者名: Lee, J, Ikeda, Y, and Tanaka I
  • 雑誌名: NPJ COMPUTATIONAL MATERIALS 巻: 3 号: 1 ページ: 52-52
  • DOI: 10.1038/s41524-017-0053-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mode decomposition based on crystallographic symmetry in the band-unfolding method (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuji Ikeda, Abel Carreras, Atsuto Seko, Atsushi Togo, and Isao Tanaka
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW B 巻: 95 号: 2 ページ: 024305-024305
  • DOI: 10.1103/physrevb.95.024305
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Phonon-Band Unfolding for Disordered Crystalline Systems (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuji Ikeda
  • 学会等名: The 19th Asian workshop on First-Principles Electronic Structure Calculations (ASIAN-19)
  • 発表場所: National Chiao Tung University, Hsinchu, Taiwan
  • 年月日: 2016-11-01
  • 国際学会
• [学会発表] Phonon dispersion relations of disordered alloys using the band-unfolding method (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuji Ikeda, Abel Carreras, Atsuto Seko, Atsushi Togo, and Isao Tanaka
  • 学会等名: Ab initio Description of Iron and Steel: Mechanical Properties (ADIS2016)
  • 発表場所: Ringberg Castle, Rottach-Egern, Germany
  • 年月日: 2016-10-03
  • 国際学会
• [学会発表] Band-unfolding法を用いた不規則合金のフォノン分散関係の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 池田 裕治，Abel Carreras, 世古 敦人，東後 篤史，田中 功
  • 学会等名: 日本金属学会２０１７年秋期講演大会（第１５９回）
  • 発表場所: 大阪大学 豊中キャンパス
  • 年月日: 2016-09-22
• [学会発表] Dynamical Stability of Shape Memory Alloys from First-Principles (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuji Ikeda, Abel Carreras, Atsushi Togo, and Isao Tanaka
  • 学会等名: 5th International Conference on Ferromagnetic Shape Memory Alloys (ICFSMA’16)
  • 発表場所: Hotel Metropolitan Sendai, Sendai, Japan
  • 年月日: 2016-09-06
  • 国際学会
• [学会発表] Phonon Band-Unfolding for Disordered Alloys Based on First-Principles (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuji Ikeda, Atsuto Seko, Atsushi Togo, and Isao Tanaka
  • 学会等名: 9th Pacific Rim International Congress on Advanced Materials and Processing (PRICM-9)
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center, Sendai, Japan
  • 年月日: 2016-08-03
  • 国際学会
• [学会発表] Unfolding of Phonon Modes of Disordered Alloys: a First-Principles Study (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuji Ikeda, Atsuto Seko, Atsushi Togo, and Isao Tanaka
  • 学会等名: The 5th International Symposium on Advanced Microscopy and Theoretical Calculations (AMTC5)
  • 発表場所: WINC AICHI, Nagoya, Japan
  • 年月日: 2016-05-11
  • 国際学会