酸化物ノンストイキオメトリの第一原理熱力学

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20246095
• 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, 大学院・工学研究科, 教授 (70183861)
• 研究分担者: 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): 2008 – 2010
• キーワード: 酸化物 / ノンストイキオメトリ / 第一原理計算 / 熱力学 / 統計力学

研究概要

酸化物の多彩な機能と密接に関係する非化学量論性(ノンストイキオメトリ)について,構造と自由エネルギー,機能の一般的な相関性を解明することを究極の目的とし,高精度の第一原理計算と統計力学手法を組み合わせた新しい第一原理熱力学手法を開発した.また,この手法を用いて2元系金属酸化物やペロブスカイトなどの複合酸化物に応用した結果,新しい規則相の存在やノンストイキオメトリの起源となる新たな欠陥種を提案した

研究成果

• [雑誌論文] Native defects in oxide semiconductors : A density functional approach. (2010)
  • 著者名/発表者名: F.Oba, M.Choi, A.Togo, A.Seko, I.Tanaka.
  • 雑誌名: J.Phys. : Condens.Matter Vol.22 ページ: 384211-1-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermodynamics and structures of oxide crystals by a systematic set of first principles calculations. (2010)
  • 著者名/発表者名: I.Tanaka, A.Togo, A.Seko, F.Oba, Y.Koyama, A.Kuwabara.
  • 雑誌名: J.Mater.Chem. Vol.20 ページ: 10335-10344
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase relationships and structures of inorganic crystals by combination of cluster expansion method and first principles calculations (2010)
  • 著者名/発表者名: I.Tanaka, A.Seko, A.Togo, Y.Koyama, F.Oba.
  • 雑誌名: Journal of Physics-Condensed Matter Vol.22 ページ: 384207-1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] <27>^Al NMR chemical shifts in oxide crystals : A first-principles study. (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Choi, K.Matsunaga, F.Oba, I.Tanaka.
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C Vol.113 ページ: 3869-63873
  • 査読あり
• [雑誌論文] First-principles calculations of the ferroelastic transition between rutile-type and CaCl_2-type SiO_2 at high pressures (2008)
  • 著者名/発表者名: A.Togo, F.Oba, I.Tanaka
  • 雑誌名: Phys.Rev.B Vol.78 ページ: 134106-1-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] First-principles study of native defects and lanthanum impurities in NaTaO_3. (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Choi, F.Oba, I.Tanaka
  • 雑誌名: Phys.Rev.B Vol.78 ページ: 014115-1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antiferromagnetic superexchange via 3d states of titanium in EuTiO_3 as seen from hybrid Hartree-Fock density functional calculations.
  • 著者名/発表者名: H.Akamatsu, Y.Kumagai, F.Oba, K.Fujita, H.Murakami, K.Tanaka, I.Tanaka
  • 雑誌名: Phys.Rev.B Vol.20(in press)
  • 査読あり
• [学会発表] Cation Disordering in Spinel Compounds by a Large Set of First Principles Calculations (2010)
  • 著者名/発表者名: Isao Tanaka
  • 学会等名: 5th Int'l Workshop Spinel Nitrides and Related Materials
  • 発表場所: Russelsheim, Germany
  • 年月日: 2010-09-01
• [学会発表] Cluster expansion method based on optimal selection of structures for density-functional theory calculations (2010)
  • 著者名/発表者名: Atsuto Seko, et. al.
  • 学会等名: MRS-IMRC Mexico 2010
  • 発表場所: Cancun, Mexico
  • 年月日: 2010-08-18
• [学会発表] Cation Disordering in Spinel Compounds by a Large Set of First Principles Calculations (2010)
  • 著者名/発表者名: Isao Tanaka
  • 学会等名: 5th Int'l Workshop Spinel Nitrides and Related Materials
  • 発表場所: Nantes, France
  • 年月日: 2010-07-09
• [学会発表] Statistical Thermodynamics of Oxides by Combination of Cluster Expansion Method and First Principles Calculations (2010)
  • 著者名/発表者名: Isao Tanaka, et. al.
  • 学会等名: The 2nd Int'l Symposium on Advanced Microscopy and Theoretical Calculations
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2010-06-26
• [学会発表] Phase Relationships of Ceramics by Combination of Cluster Expansion Method (2009)
  • 著者名/発表者名: Isao Tanaka, et. al.
  • 学会等名: Materials Science & Technology (MS&T'09)
  • 発表場所: Pittsburgh, USA
  • 年月日: 2009-10-28
• [学会発表] Theoretical Calculation of ELNES and XANES (2009)
  • 著者名/発表者名: Isao Tanaka
  • 学会等名: TEX2008
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2009-07-02