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第一原理計算の多重実行と統計力学に基づいた酸化物固溶体の構造と物性

研究課題

研究課題/領域番号 23246111
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属物性
研究機関京都大学

研究代表者

田中 功  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70183861)

連携研究者 大場 史康  京都大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90378795)
世古 敦人  京都大学, 大学院工学研究科, 助教 (10452319)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
49,530千円 (直接経費: 38,100千円、間接経費: 11,430千円)
2013年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2012年度: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2011年度: 21,710千円 (直接経費: 16,700千円、間接経費: 5,010千円)
キーワード第一原理計算 / セラミックス固溶体 / 平衡状態図 / 熱力学 / 統計力学
研究概要

本研究では,高精度第一原理計算と統計力学計算を組み合わせて,酸化物の固溶体構造と物性を評価する新しい計算手法を開発し,具体的にプログラムとして実装,計算を実行した.計算結果の検証と,計算手法の改良を目的として,固溶体試料の合成および評価実験を並行して行い,計算にフィードバックさせた.さらに,開発した手法を様々な酸化物固溶体に適用した.例えばMgO-ZnO系やMgO-NiO系において基底状態構造や磁気構造,平衡状態図を求めた.また,欠陥蛍石型構造をもつBi2O3において有限温度下における酸化物イオンの平均分布を評価した.

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Machine learning with systematic density-functional theory calculations : Application to melting temperatures of single- and binary-component solids2014

    • 著者名/発表者名
      Seko, Atsuto; Maekawa, Tomoya ; Tsuda, Koji and Tanaka, Isao
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: Vol.89 号: 5 ページ: 54303-54303

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.054303

    • NAID

      120005466623

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of crystal structures in metallic elements2013

    • 著者名/発表者名
      Togo, Atsushi ; Tanaka, Isao
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: Vol.87 号: 18

    • DOI

      10.1103/physrevb.87.184104

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Band offsets of CuInSe2/CdS and CuInSe2/ZnS (110) interfaces : A hybrid density functional theory study2013

    • 著者名/発表者名
      Hinuma, Yoyo ; Oba, Fumiyasu; Kumagai, Yu and Tanaka Isao
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: Vol.88 号: 3 ページ: 35305-35305

    • DOI

      10.1103/physrevb.88.035305

    • NAID

      120006582269

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-principles study of valence band offsets at ZnSnP2/CdS, ZnSnP2/ZnS, and related chalcopyrite/zincblende heterointerfaces2013

    • 著者名/発表者名
      Hinuma, Yoyo ; Oba, Fumiyasu ; Nose, Yoshitaro and Tanaka, Isao
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: Vol.114 号: 4

    • DOI

      10.1063/1.4816784

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accelerated Materials Design of Lithium Superionic Conductors Based on First-Principles Calculations and Machine Learning Algorithms2013

    • 著者名/発表者名
      Fujimura, Koji; Seko, Atsuto; Koyama, Yukinori; et al.
    • 雑誌名

      Advanced Energy Materials

      巻: 3 号: 8 ページ: 980-985

    • DOI

      10.1002/aenm.201300060

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ground-state search in multicomponent magnetic systems2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Kumagai, A.Seko, F.Oba, I.Tanaka
    • 雑誌名

      PHYS.REV.B

      巻: 85 号: 1 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1103/physrevb.85.012401

    • NAID

      120006528333

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Site preference of cation vacancies in Mn-doped Ga203 with defective spinel structure2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Hayashi, Rong Huang, Fumiyasu Oba, Tsukasa Hirayama, Isao Tanaka
    • 雑誌名

      APPLIED PHYSICS LETTERS

      巻: 101 号: 24 ページ: 241906-241910

    • DOI

      10.1063/1.4770363

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cluster expansion with controlled accuracy for the MgO/ZnO pseudobinary system via first-principles calculations2012

    • 著者名/発表者名
      Liu, B
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW B

      巻: 86-24 号: 24

    • DOI

      10.1103/physrevb.86.245202

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-Principles Study on Relaxor-Type Ferroelectric Behavior without Chemical Inhomogeneity in BaTaO2N and SrTaO2N2012

    • 著者名/発表者名
      Hinuma, Y
    • 雑誌名

      CHEMISTRY OF MATERIALS

      巻: 24-22 号: 22 ページ: 4343-4349

    • DOI

      10.1021/cm302335q

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Al-L2,3 edge x-ray absorption spectra in III-V semiconductors : Many-body perturbation theory in comparison with experiment2011

    • 著者名/発表者名
      W.Olvsson, I.Tanaka, T.Mizoguchi, G.Radtke, P.Puchnig, C.Ambrosh-Draxl
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW B

      巻: 83 号: 19

    • DOI

      10.1103/physrevb.83.195206

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic structures of dynamically stable As_2O_3, Sb_2O_3,and Bi_2O_3 crystal polymorphs2011

    • 著者名/発表者名
      A.Matsumoto, Y.Koyama, A.Togo, M.Choi, I.Tanaka
    • 雑誌名

      PHYS.REV.B

      巻: 83 号: 21

    • DOI

      10.1103/physrevb.83.214110

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Grouping of structures for cluster expans ion of multicomponent systems with controlled accuracy2011

    • 著者名/発表者名
      世古敦人, 田中功
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 83 号: 22

    • DOI

      10.1103/physrevb.83.224111

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Antiferromagnetic superexchange via 3d states of titanium in EuTiO3 as seen from hybrid Hartree-Fock density functional calculations2011

    • 著者名/発表者名
      H.Akamatsu, Y.Kumagai, F.Oba, K.Fujita, H.Murakami, K.Tanaka, I.Tanaka
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 83 号: 21

    • DOI

      10.1103/physrevb.83.214421

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Data mining of lithium super-ionic conducting oxides from first principles conducting oxides2013

    • 著者名/発表者名
      Isao Tanaka
    • 学会等名
      10th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2013-06-07
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Depth of complexity necessary to describe ceramics : Case study of SrTiO2N and BaTiO2N.2013

    • 著者名/発表者名
      Yoyo Hinuma
    • 学会等名
      10th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2013-06-06
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ポスト遷移金属酸化物の結晶構造と相転移経路の系統的探索2011

    • 著者名/発表者名
      田中功
    • 学会等名
      日本金属学会 秋期大会
    • 発表場所
      宜野湾市
    • 年月日
      2011-11-08
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ポスト遷移金属酸化物の結晶構造と相転移経路の系統的探索2011

    • 著者名/発表者名
      田中功
    • 学会等名
      日本金属学会秋季大会
    • 発表場所
      宜野湾市
    • 年月日
      2011-11-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] TEM Workshop "Electron Microscopy ; Exploring Materials on the Atomic Scale", Current Progress in First Principles Calculations of ELNES2011

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, Isao
    • 学会等名
      TEM Workshop "Electron Microscopy ; Exploring Materials on the Atomic Scale", Current Progress in First Principles Calculations of ELNES
    • 発表場所
      Darmstadt, Germany
    • 年月日
      2011-10-10
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] TEM Workshop "Electron Microscopy ; Exploring Materials on the Atomic Scale"2011

    • 著者名/発表者名
      田中功
    • 学会等名
      Current Progress in First Principles Calculations of ELNES
    • 発表場所
      Darmstadt, Germany
    • 年月日
      2011-10-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Superionic Transition of Bismuth oxide by Systematic Density Functional Theory Calculations2011

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, Isao
    • 学会等名
      62nd Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 発表場所
      新潟市
    • 年月日
      2011-09-15
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [学会発表] Superionic Transition of Bismuth Oxide by Systemalic Density Functional Theory Calculations2011

    • 著者名/発表者名
      田中功
    • 学会等名
      4th CMRS Symposium on Multiscal Materials Modeling (MMM' 2011)
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2011-07-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Data mining of lithium super-ionic

    • 著者名/発表者名
      Isao Tanaka
    • 学会等名
      10th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Depth of complexity necessary to

    • 著者名/発表者名
      Yoyo Hinuma
    • 学会等名
      10th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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