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2014 年度 実績報告書

GGA-FPKKR法の第一原理計算による遷移金属シリサイドの電子構造・磁性

研究課題

研究課題/領域番号 24560801
研究機関静岡大学

研究代表者

星野 敏春  静岡大学, 工学研究科, 教授 (70157014)

研究分担者 藤間 信久  静岡大学, 工学研究科, 教授 (30219042)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード第一原理計算 / KKR / GGA / 遷移金属シリサイド / 磁性 / 電気伝導性 / 磁性の温度依存性 / ハーフメタル
研究実績の概要

1.正6面体B20構造の2元合金XSi(X=Cr,Mn,Fe,Co)と3元合金Fe(1-c)Co(c)Siの磁性と電気伝導性の基本的特徴を我々の開発した第一原理計算で統一的に説明した。本研究の第一原理計算では、計算精度を上げるため、複素エネルギー面(Z=E+iΓ、Γ=πkT:E,Γは実成分と複素成分、Tはフェルミ分布の温度)に拡張した計算を行っている。3元合金規則相(c=0.25,0.5)では強磁性状態が安定で、minority spinのDOSに0.01Ryほどのバンドギャップが現れる。また、T=1500K辺りまでに磁性は消失する。フルホイスラー合金Co(2)MnSiの磁性はT=7000Kほどまで磁性が保持されているのに比べ、遷移金属シリサイドの磁性は非常に弱い。
2.Fe(1-c)Co(c)Siの磁気モーメント(M)の濃度依存性を、FeとCoの濃度平均の仮想的元素Xの2元合金模型XSiで調べた。Xの原子番号Z(X)はFe、Coの原子番号Z(Fe)=26、Z(Co)=27を用いて、 Z(X)=(1-c)Z(Fe)+c×Z(Co)と表し、3元合金の遷移金属原子の荷電子数を保存している(析出効果無視の模型)。Z(X)=26.08辺りで磁性が現れ、Z(X)=26.5ぐらいまでハーフメタル特性を表わし、Coの高濃度でMを過大評価する。単位胞2倍の計算で、析出相を含むいろいろな原子配置で得られるMをボルツマン分布で平均することで、Mの実験結果の濃度依存性を定性的に説明できた(析出効果を考慮。析出相で、M=0である)。
3.Mn(1-c)Fe(c)Siの磁性を2元合金模型で調べた。Feの濃度が増えると実験結果のMの値は理論値に比べ、激しく減少する。単位胞2倍の反強磁性効果を取り入れた計算で、定性的に説明できる。
4.格子歪効果を取り入れた計算を行えるように計算プログラムを開発・整備した。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) 備考 (2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 ページ: 未定

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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 ページ: 未定

    • 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 ページ: 235-240

    • DOI

      10.2320/jinstmet.J2014019

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Full-Potential KKR Calculations for Lattice Distortion Effect of point defect energies in Fe-based 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

      Mater. Trans.

      巻: 55 ページ: 1248-1256

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2013391

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Full-Potential KKR Calculations for Electronic and Magnetic Properties of Transition Metal Monosiliside TMSi (TM=Cr-Co) and Mixtures of FeSi and CoSi, Based on the Generalized-Gradient Approximation2015

    • 著者名/発表者名
      M. Asato, C.Liu, N. Fujima, and T. Hoshino
    • 学会等名
      ICM2015
    • 発表場所
      Barcelona (Spain)
    • 年月日
      2015-07-05 – 2015-07-10
  • [学会発表] Full-Potential KKR Calculations for Lattice Distortion around Impurirties in Al-based Dilute Alloys, Based on the Generalized Gradient Approximation2015

    • 著者名/発表者名
      C.Liu, M.Asato, N. Fujima, and T.Hoshino
    • 学会等名
      ICM2015
    • 発表場所
      Barcelona (Spain)
    • 年月日
      2015-07-05 – 2015-07-10
  • [学会発表] 第一原理電子構造計算による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Iキャンパス(東京都、目黒区)
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
  • [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Iキャンパス(東京都、目黒区)
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
  • [学会発表] 第一原理電子構造計算によるAl中の不純物対の格子歪、磁性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
      名古屋大学 東山キャンパス(愛知県、名古屋市)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [学会発表] Screened-FPKKR計算による遷移金属シリサイドFe1-cCocSiのハーフメタリシティ:規則相の電子状態密度2014

    • 著者名/発表者名
      星野敏春、藤間信久、劉暢、安里光裕
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス(愛知県、名古屋市)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [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
      UMRS-ICA 2014
    • 発表場所
      Fukuoka University, 七隈キャンパス(Fukuoka)
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30
  • [備考] 星野研究室

    • URL

      http://phys.eng.shizuoka.ac.jp/~hoshino/indexcollab.html

  • [備考] 静岡大學教員データベース

    • URL

      https://tdb.shizuoka.ac.jp/RDB/public/Default2.aspx?id=10732&l=0

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公開日: 2016-06-01  

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