冶金学におけるヒュームロザリー電子濃度則の普遍性とその限界に関するミクロな検証

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20560620
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: (財)名古屋産業科学研究所
• 研究代表者: 水谷 宇一郎 (財)名古屋産業科学研究所, 上席研究員 (00072679)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 原子 / 電子構造

研究概要

ガンマ相合金は単位胞に52個の原子を含む複雑構造系で1原子あたりの電子濃度e/aが21/13で安定化していることが1920年代後半に指摘された.以来,これはHume-Rothery電子濃度則として知られてきた.この経験則を第一原理電子構造計算で定量的に解明する手法として研究代表者はFLAPW-Fourier法を開発した.本研究課題ではこの手法を用いて一連のガンマ相合金の安定化機構が逆格子ベクトルの2乗和が18の格子面群に相当するBrillouin zoneとフェルミ面の相互作用が作り出す擬ギャップ構造に起因することを証明した.

研究成果

• [雑誌論文] Hume-Rothery electron concentration rule across a whole solid solution range in a series of gamma-brasses in Cu-Zn, Cu-Cd, Cu-Al, Cu-Ga, Ni-Zn and Co-Zn alloy systems (2010)
  • 著者名/発表者名: U.Mizutani, T.Noritake, T.Ohsuna, T.Takeuchi
  • 雑誌名: Philosophical Magazine vol.90 ページ: 1985-2008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fermi surface-Brillouin-zone-induced pseudogap in g-Mg17Al12 and a possible stabilization mechanism of b-Al3Mg2 (2010)
  • 著者名/発表者名: U.Mizutani, Y.Kondo, Y.Nishino, M.Inukai, M.Feuerbacher, H.Sato
  • 雑誌名: J.Phys. : Condens.Mater vol.22 ページ: 485501
  • 査読あり
• [雑誌論文] e/a determination for the transition metal element TM in Al-Cu-TM-Si (TM=Fe and Ru) approximants and B2-compounds by means of the FLAPW-Fourier method (2009)
  • 著者名/発表者名: U.Mizutani, R.Asahi, T.Takeuchi, H.Sato, O.Y.Kontsevoi, A.J.Freeman
  • 雑誌名: Z.Kristallogr. vol.224 ページ: 17-20
  • 査読あり
• [雑誌論文] 固体物理学の誕生とHume-Rothery則 (2009)
  • 著者名/発表者名: 水谷宇一郎
  • 雑誌名: まてりあ vol.48 ページ: 119-125
  • 査読あり
• [雑誌論文] Failure of the Hume-Rothery stabilization mechanism in the Ag5Li8 gamma-brass studied by first-principles FLAPW electronic structure calculations (2008)
  • 著者名/発表者名: U.Mizutani, R.Asahi, H.Sato, T.Noritake, T.Takeuchi
  • 雑誌名: J.Phys. : Condens.Matter vol.20 ページ: 275228-1~11
  • 査読あり
• [学会発表] WIEN2k-FLAPW-Fourier法を用いたAl-Mg-Zn及びAl-Li-Cu近似結晶における擬ギャップ生成機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 水谷宇一郎
  • 学会等名: 第15回準結晶研究会
  • 発表場所: ラフォーレ蔵王リゾートホテル
  • 年月日: 20101213-20101215
• [学会発表] Hume-Rothery stabilization mechanism and d-states-mediated-Fermi surface-Brillouin zone interactions in structurally complex metallic alloys (2010)
  • 著者名/発表者名: U.Mizutani, M.Inukai, H.Sato
  • 学会等名: 11^<th> International Conference on Quasicrystals
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 20100713-20100718
• [学会発表] Electronic structure of Ag_5Zn_8, Ag_9In_4 and Mn_3In gamma-brasses studied by FLAPW band calculations (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Inukai, K.Soda, H.Sato, U.Mizutani
  • 学会等名: 11^<th> International Conference on Quasicrystals
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 20100713-20100718
• [学会発表] The Hume-Rothery electron concentration rule for the complex metallic alloys (2009)
  • 著者名/発表者名: 水谷宇一郎
  • 学会等名: 1^<st> International Conference on Complex Metallic Alloys and their Complexity(査読有)
  • 発表場所: Nancy, France
  • 年月日: 20091004-20091007
• [学会発表] Hume-Rothery電子濃度則の普遍性とその限界に関するミクロな検証---固溶範囲を持つガンマ相におけるHume-Rothery電子濃度則の破綻--- (2009)
  • 著者名/発表者名: 水谷宇一郎,則竹達夫,竹内恒博
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学池袋キャンパス
  • 年月日: 2009-03-27
• [図書] Hume-Rothery Rules for Structurally Complex Alloy Phases (2010)
  • 著者名/発表者名: U.Mizutani
  • 出版者: Taylor & Francis Group
• [図書] Chapter 15 in "Diffuse Scattering in the 21^<st> Century : Emerging Insights into Materials Structure and Behavior(edited by R.I.Barabash, G.E.Ice and P.E.A.Turchi)(AB INITIO TEST OF THE HUME-ROTHERY ELECTRON CONCENTRATION RULE FOR GAMMA-BRASSES) (2009)
  • 著者名/発表者名: U.Mizutani, R.Asahi, H.Sato, T.Takeuchi
  • 総ページ数: 283-301
  • 出版者: Momentum Press
• [図書] Basics of Thermodynamics and Phase Transition in Complex Intermetallics(edited by Esther Belin-Ferre)("Electron transport properties of complex metallic alloys", in Book Series on Complex Metallic Alloys- vol.1) (2008)
  • 著者名/発表者名: U.Mizutani
  • 総ページ数: 319-365
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.sky.sannet.ne.jp/uichiro/