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2016 年度 実績報告書

結合形態を越えて成り立つヒューム・ロザリー型相安定化機構の研究

研究課題

研究課題/領域番号 26420668
研究機関公益財団法人名古屋産業科学研究所

研究代表者

水谷 宇一郎  公益財団法人名古屋産業科学研究所, 研究部, 上席研究員 (00072679)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード金属電子論 / 干渉効果 / ヒューム・ロザリー電子濃度則 / 擬ギャップ形成機構 / 結合形態 / 軌道混成効果
研究実績の概要

我々は、2005年より開発を進めてきたFLAPW-Fourier理論を2015年にほぼ完成することが出来た.前年度の研究実績で報告したように、その成果は、研究代表者水谷宇一郎と連携研究者佐藤洋一の共著による単行本「ヒューム・ロザリー電子濃度則の物理学」(内田老鶴圃: 2015)で詳述した.最大の成果は、イオン結合性、共有結合性そして金属結合性の相対割合が千差万別の化合物群に共通に、遍歴電子の干渉効果を抽出することで、結合形態を越えてヒューム・ロザリー電子濃度則の有効性を確立出来たことである.そして、周期律表の54個の元素について、1原子あたりの平均の遍歴電子数e/aの決定し、材料設計パラメータとして貴重なデータを提供した.最終年度の今年度は、「ヒューム・ロザリー電子濃度則の物理学」(内田老鶴圃: 2015)の成果を海外に発信するため、2015年以降に得た新しい成果を加えて、英語版"The Physics of the Hume-Rothery Electron Concentration Rule"をスイスの出版社MDPIから出版した.
さらに、FLAPW-Fourier理論の普及を図るため、新規電子材料の開発にこの理論が有効な武器となることを明らかにした.遍歴電子の干渉効果はフェルミ準位に擬ギャップあるいは真のギャップを生成させる.この特異な電子構造を最大限活かす電子機能材料に熱電変換材料がある.我々は、無限にある化合物群の中でPearson記号がcF8, cF12, cF16と記される立方晶化合物群に注目した.遷移金属元素を含むか含まないかに関係なく、フェルミ準位にある電子は逆格子ベクトルの2乗|G|^2が8、11、12の格子面群と干渉効果を起こし擬ギャップあるいは真のギャップを生成することを明らかにし、これを活用して新しい熱電材料が開発出来る手法を提案した.

備考

研究代表者水谷宇一郎がこの10年間の研究成果を報告しているwebページです.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The physics of the Hume-Rothery electron concentration rule2017

    • 著者名/発表者名
      U.Mizutani and H.Sato
    • 雑誌名

      Crystals

      巻: 7 ページ: 1-112

    • DOI

      10.3390/cryst7010009

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ブリランゾーンと結晶構造の安定化2017

    • 著者名/発表者名
      水谷宇一郎、佐藤洋一、小川恵一
    • 学会等名
      2017年日本金属学会春期(第160回)講演大会
    • 発表場所
      首都大学東京南大沢キャンパス
    • 年月日
      2017-03-15 – 2017-03-17
  • [学会発表] 幅500 meV程度で深い擬ギャップを持つ熱電材料候補化合物の探索研究-面心立方化合物群-2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤洋一、水谷宇一郎
    • 学会等名
      2017年日本金属学会春期(第160回)講演大会
    • 発表場所
      首都大学東京南大沢キャンパス
    • 年月日
      2017-03-15 – 2017-03-17
  • [備考]

    • URL

      http://www.sky.sannet.ne.jp/uichiro/

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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