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格子熱伝導過程におけるフォノンの集団的振る舞いの解明

研究課題

研究課題/領域番号 26820284
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

東後 篤史  京都大学, 構造材料元素戦略研究拠点ユニット, 准教授 (10610529)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードフォノン / フォノン間相互作用 / 格子熱伝導 / 第一原理計算 / 平均フォノン線幅
研究成果の概要

第一原理非調和格子力学計算を用いて多様な結晶系のフォノン間相互作用強度、フォノン緩和時間、格子熱伝導率を計算した。閃亜鉛鉱型、ウルツ鉱型、岩塩型構造の101種類の結晶に対して系統的に格子熱伝導計算を行った。多数の結晶のフォノン状態を調べることで、フォノン間の非常に繊細で複雑な相互作用によってフォノンの生存時間が決まっていることがわかったが、同時に格子熱伝導率の予測の難しさも示された。一方、計算から得られた熱伝導率の値と元素などからなる情報を元に機械学習を用いて低格子熱伝導率材料うまく予測することができた。これは化学結合の観点から格子熱伝導率を理解するための研究が今後必要であること示唆している。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Lorraine university(フランス)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Bath university(英国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] First principles phonon calculations in materials science2015

    • 著者名/発表者名
      Togo, A. and Tanaka, I.
    • 雑誌名

      SCRIPTA MATERIALIA

      巻: 108 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2015.07.021

    • NAID

      120005676640

    • 関連する報告書
      2015 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] Prediction of Low-Thermal-Conductivity Compounds with First-Principles Anharmonic Lattice-Dynamics Calculations and Bayesian Optimization2015

    • 著者名/発表者名
      Atsuto Seko, Atsushi Togo, Hiroyuki Hayashi, Koji Tsuda, Laurent Chaput, Isao Tanaka
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 115 号: 20 ページ: 205901-205901

    • DOI

      10.1103/physrevlett.115.205901

    • NAID

      120005670878

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Distributions of phonon lifetimes in Brillouin zones2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Togo, Laurent Chaput, and Tanaka Isao
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 91 号: 9 ページ: 094306-094336

    • DOI

      10.1103/physrevb.91.094306

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Systematic first-principles lattice thermal conductivity calculations2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Togo and Tanaka Isao
    • 学会等名
      Psi-k 2015 conference
    • 発表場所
      Spain San Sebastian
    • 年月日
      2015-09-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Semi-automatic first-principles lattice thermal conductivity calculations2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Togo and Isao Tanaka
    • 学会等名
      IUMRS-ICA 2014
    • 発表場所
      Fukuoka university
    • 年月日
      2014-08-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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