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2014 年度 実績報告書

ジルコニウム系非晶質合金の局所構造の解明と電子・水素輸送物性の応用

研究課題

研究課題/領域番号 24560802
研究機関静岡大学

研究代表者

藤間 信久  静岡大学, 工学研究科, 教授 (30219042)

研究分担者 星野 敏春  静岡大学, 工学研究科, 教授 (70157014)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードジルコニウム系アモルファス合金 / 水素吸蔵 / 第一原理計算 / 局所構造
研究実績の概要

量子ドットの存在に起因すると思われるクーロン振動等,特異な電荷輸送現象が発現する水素添加Ni-Zr-Nbアモルファス合金の局所構造,水素原子の吸蔵サイトおよび合金内での移動について,第一原理分子動力学計算を用いて,下記の3点について明らかにした。
(1) 正20面体クラスターを基本単位とするNi-Zr-Nbアモルファス合金局所構造内における,水素原子吸着サイトについて,第一原理計算を用いたエネルギー的な探索を行った。その結果,正20面体クラスター内の4面体サイトよりもクラスター間または空孔領域に存在する8面体サイトの方が,水素原子にとってエネルギー的に有利なサイトであることを明らかにした。
(2) 正20面体クラスターの4面体の中でも特にエネルギー的に高いサイトに水素原子をおき,母体合金全体の構造最適化を行った結果,4面体が8面体へと構造の変化を起こし,合金局所構造の基本単位となる正20面体クラスター全体も面心立方的なクラスターへ変化することを明らかにした。これは,X線吸収微細構造(XAFS)等の実験で観測される水素添加前後における合金の構造変化に対応するものと思われる。
(3) エネルギー的に有利な8面体サイトから別の8面体サイト間における水素原子の最適移動経路をNudged Elastic Band法用いて求めた。その結果,水素原子は,エネルギー的におおむね平坦な領域とそこから2eV程度高いバリアの領域を移動することを明らかにした。このバリアの存在が水素原子(プロトン)にとっての量子ドットとなりうると思われる。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5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: 印刷中

    • 査読あり
  • [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: 印刷中

    • 査読あり
  • [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

      Material Transactions

      巻: 55 ページ: 1248-1256

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2013391

    • 査読あり
  • [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
  • [学会発表] 第一原理構造計算による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
      東京大学駒場キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
  • [学会発表] Structural Stability in icosahedral Ni-Zr-Nb ternary clusters2014

    • 著者名/発表者名
      N.Fujima, T.Hoshino, M.Fukuhara
    • 学会等名
      ISSPIC 17
    • 発表場所
      九州大学医学部百年講堂(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-12
  • [学会発表] Effect of H-atom on Local Structure in Ni-Zr-Nb Amorphous Alloy2014

    • 著者名/発表者名
      N. Fujima, T.hoshino, M.Fukuhara
    • 学会等名
      ISPMA 13
    • 発表場所
      チャールズ大学数学物理学部(チェコ共和国プラハ市)
    • 年月日
      2014-08-31 – 2014-09-04
  • [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
      IUMRS-ICA 2014
    • 発表場所
      福岡大学七隈キャンパス(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30

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公開日: 2016-06-01  

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