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ジルコニウム系非晶質合金の局所構造の解明と電子・水素輸送物性の応用

研究課題

研究課題/領域番号 24560802
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 金属物性
研究機関静岡大学

研究代表者

藤間 信久  静岡大学, 工学研究科, 教授 (30219042)

研究分担者 星野 敏春  静岡大学, 大学院工学研究科, 教授 (70157014)
連携研究者 福原 幹夫  東北大学, 未来科学技術共同センター, 准教授 (30400401)
松浦 真  東北大学, 金属材料研究所, 特別教育研究教員 (40042262)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2012年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード第一原理計算 / Ni-Zr-Nbアモルファス合金 / 局所構造 / 水素吸蔵 / 最低エネルギーパス / ジルコニウム系アモルファス合金 / アモルファス合金 / ジルコニウム合金 / 水素透過 / ジルコニウム非晶質合金 / 水素輸送
研究成果の概要

Ni-Zr-Nbアモルファス合金は,特定濃度の水素を吸蔵すると特異な電荷輸送特性を示す。
本研究では,第一原理分子動力学計算を用いて同合金の水素吸蔵特性と特異な電荷輸送現象と明らかにすることを目的として,同合金の局所構造,局所構造における水素吸蔵サイトおよび水素移動パスについて,以下の3点を解明した。(1) 典型的な局所構造として,Ni-Zr-Nbの正20面体クラスターと空孔領域からなる最適化構造を提唱した。(2) 同局所構造中で,水素原子は空孔領域の8面体サイトにエネルギー的に有利に入る。(3)同局所構造中での水素移動パスにおいて量子井戸に相当するポテンシャルバリアが存在する。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] Effect of H-atom on Local Structure in Ni-Zr-Nb Amorphous Alloys2015

    • 著者名/発表者名
      N.Fujima, T. Hoshino, M. Fukuhara
    • 雑誌名

      Acta Physica Polonica A

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Full-Potential KKR Calculations for Lattice Dostortion around Impurities in Al-based Dilute Alloys, Based on the Generalized-Gradient Approximations2015

    • 著者名/発表者名
      C.Liu, M.Asato, N. Fujima, and T. Hoshino
    • 雑誌名

      MRS-J

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Full-Potential KKR Calculations for Lattice Distortion Effect of Point Defect in bcc-Fe Dilute Alloys, Based on the Generalized-Gradient Approximation2014

    • 著者名/発表者名
      M.Asato, C.Liu, N. Fujima, and T. Hoshino
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 55 号: 8 ページ: 1248-1256

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2013391

    • NAID

      130004455359

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] GGA-FPKKR 法による Fe 基希薄合金中の点欠陥エネルギーの第一原理計算2014

    • 著者名/発表者名
      劉暢、安里光裕、藤間信久、星野敏春
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: 78 号: 6 ページ: 235-240

    • DOI

      10.2320/jinstmet.J2014019

    • NAID

      130004786464

    • ISSN
      0021-4876, 1880-6880, 2433-7501
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Local structures and structural phase change in Ni-Zr-Nb glassy alloys composed of Ni5Zr5Nb3 icosahedral clusters2013

    • 著者名/発表者名
      Nobuhisa Fujima, Toshiharu Hoshino, Mikio Fukuhara
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 114 号: 6

    • DOI

      10.1063/1.4817500

    • NAID

      120005458751

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Full-Potential KKR Calculations for Point Defect Energies in Fe-Based Dilute Alloys, Based on the Generalized-Gradient Approximation2013

    • 著者名/発表者名
      C. Liu, M Asato, N. Fujma, and T. Hoshino,
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 54 号: 9 ページ: 1667-1672

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2013176

    • NAID

      10031194653

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Full-Potential KKR calculations for lattice distortion of impurities in Fe-based dilute alloys, based on the Generalized-Gradient Approximation2013

    • 著者名/発表者名
      C. Liu, M. Asato, N. Fujima, and T. Hoshino
    • 雑誌名

      Proceeding of 8th Pacific Rim International Congress on Advanced Materials and Processing

      巻: 8 ページ: 2821-2825

    • DOI

      10.1002/9781118792148.ch349

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Full-Potential KKR calculations for lattice distortion of impurities in Fe-based dilute alloys, based on the Generalized-Gradient-Approximation2013

    • 著者名/発表者名
      C.Liu, M.Asato, N. Fujima, T. Hoshino
    • 雑誌名

      METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 第一原理構造計算によるAl,Pd中の単一不純物による局所格子歪と平均体積変化2015

    • 著者名/発表者名
      劉暢,安里光裕,藤間信久,星野敏春
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] FPKKR-Green関数法とクラスター変分法による遠距離原子間相互作用エネルギーを考慮した合金の固溶限の計算2015

    • 著者名/発表者名
      安里光裕,劉暢,藤間信久,星野敏春
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Structural Stability in icosahedral Ni-Zr-Nb ternary clusters2014

    • 著者名/発表者名
      N.Fujima, T.Hoshino, M.Fukuhara
    • 学会等名
      ISSPIC 17
    • 発表場所
      九州大学医学部百年講堂(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Effect of H-atom on Local Structure in Ni-Zr-Nb Amorphous Alloy2014

    • 著者名/発表者名
      N. Fujima, T.hoshino, M.Fukuhara
    • 学会等名
      ISPMA 13
    • 発表場所
      チャールズ大学数学物理学部(チェコ共和国プラハ市)
    • 年月日
      2014-08-31 – 2014-09-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Full-Potential KKR Calculations for Lattice Dostortion around Impurities in Al-based Dilute Alloys, Based on the Generalized-Gradient Approximations2014

    • 著者名/発表者名
      C.Liu, M.Asato, N. Fujima, and T. Hoshino
    • 学会等名
      IUMRS-ICA 2014
    • 発表場所
      福岡大学七隈キャンパス(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ni5Nb3Zr5 正20面体クラスターを単位とするNi-Nb-Zrアモ ルファス合金の局所構造2014

    • 著者名/発表者名
      藤間信久、星野敏春、福原幹夫
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      東京工業大学(大岡山キャンパス)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 第一原理計算によるAl,Fe中の不純物対原子間相互作用: 磁性,格子歪と相互作用エネルギー2014

    • 著者名/発表者名
      劉暢,安里光裕,藤間信久,星野敏春
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      東京工業大学(大岡山キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] FPKKR-Green関数法の第一原理計算によるFe,Al中の不純物周りの格子歪と体積変化2014

    • 著者名/発表者名
      安里光裕,劉暢,藤間信久,星野敏春
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      東京工業大学(大岡山キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of H-atom on Local Structure in Ni-Zr-Nb Amorphous Alloy2014

    • 著者名/発表者名
      Nobuhisa Fujima, Toshiharu Hoshino, Mikio Fukuhara
    • 学会等名
      ISPMA13
    • 発表場所
      former Jesuit College(プラハ)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 8th Pacific Rim International Congress on Advanced Materials and Processing2013

    • 著者名/発表者名
      Full-Potential KKR calculations for lattice distortion of impurities in Fe-based dilute alloys, based on the Generalized-Gradient-Approximation
    • 学会等名
      C.Liu, M.Asato, N. Fujima, T. Hoshino
    • 発表場所
      Hilton Waikoloa Vil. (米国 ハワイ)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Local Structures of Ni-Zr-Nb Glassy Alloys constructed from Icosahedral NI Zr Nb Clusters2012

    • 著者名/発表者名
      Nobuhisa Fujima, Mikio Fukuhara
    • 学会等名
      ISSPIC XVI
    • 発表場所
      ルーベンカトリック大学 (ベルギー ルーベン市)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Screened-FPKKR計算による遷移金属シリサイドFe1-cCocSiの磁性:原子配置依存性と温度効果2012

    • 著者名/発表者名
      星野敏春,安里光裕,藤間信久,劉暢
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      愛媛大学 (愛媛県)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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