| 研究課題/領域番号 |
15K14128
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
犬丸 啓 広島大学, 工学研究院, 教授 (80270891)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 窒化物 / 第一原理計算 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、遷移金属窒化物の物性を第一原理計算および実験により調べ、遷移金属元素の個性がどのように現れるかを議論する。最終的には、遷移金属化合物の電子状態を実験化学者が理解するためのより直観的かつ本質を捉えた方法論へ展開することが大目標である。H28年度は、H27年度に行った金属窒化物の安定性に関する実験および計算を踏まえ、そのより詳細な解釈からの元素の個性の評価を目標とした。3d遷移金属（Sc～Cu)のモノナイトライドの安定性（凝集エネルギー、生成エネルギー）の計算結果を行い、生成エネルギーが、CoとNiの間で符号が反転しNiN, CuNでは正となった。モノオキサイドはNiO, CuOを含めて生成エネルギーが負である。この計算結果は実験結果とよく対応している。元素や軌道ごとの状態密度(P-DOS)等の計算結果の検討を進めた結果、NiNやCuNの不安定性の要因として金属窒素間の反結合性軌道のエネルギーが関与していることが強く示唆された。このように、計算結果をより詳細に考察した結果、反結合性軌道のエネルギーが窒化物の性質に与える影響が予想以上に大きく、金属窒化物の安定性に表れる各元素の個性を表現するには、今後、電子密度と軌道エネルギーの両方を加味した表現や評価法へ展開することが重要との見解に達した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究実績の概要で述べたように、遷移金属窒化物における元素の個性は、反結合成軌道のエネルギーの相違を介して安定性に表れているとの見解に改めて到達することができた。研究の大目標の達成にとても重要な知見が得られたと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
化学者の化学的直観に訴え、かつ本質をとらえた化学結合の理解に資する、結合性、反結合性軌道のエネルギーを重要視した表現法の検討に駒を進める。あわせて薄膜合成による実験的な検討も進めたい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
より完成度の高い成果をめざして補助事業期間が延長となった。それに対応した適切な次年度使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度以降、計算と実験も含めてさらに研究を推進するため、適切に執行する計画である。
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