2015 Fiscal Year Annual Research Report
超高圧水素の金属転移と構造：準粒子計算に基づくバンドからみた構造
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25400371
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
長柄 一誠 大阪大学, 基礎工学研究科, 招へい教授 (10135676)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 金属水素 / 金属転移圧 / GW近似 / バンド計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超高圧縮水素に関しては、常温で気体の物質の超高圧下での金属転移、地上での最高超伝導転移温度予測、最も軽い物質故の原子核の示す量子性の物性への影響等、理論的実験的に興味深くかつ難しい問題を多く含んでおり、興味が尽きない。この間高圧実験技術の着実な進歩に支えられて２０１０年以後３００万気圧を越える圧力領域での実験が進展を見せ、特に２０１１年のEremets等のグループによる金属化の報告は注目されているが、今のところ確証には至っていない。高温高圧下での実験技術もすすんでおり、２０１４年から２０１５年にかけて、３００万気圧を越える圧力と加熱された温度領域での、圧縮水素の新しい相の発見に及んでいる。その中には常温での液体相、分子解離した金属相の報告もある。水素は同位体として重水素が存在し、その原子核質量比は実在する元素の中では最も大きく、したがって原子核運動の量子性に起因する量子効果が最も大きいと期待されるため、相境界の差にも大変興味がもたれている。本研究では水素の固体相のバンド構造をバンドギャップのより信頼出来る計算手法であるGW近似を用いてしらべ、圧縮水素の金属転移圧を調べて来た。最終年度ではイギリスのPickard等により理論的に提唱されている低エネルギー構造のうちの最も複雑な単位胞に２４個の原子を含む、B2/nについて調べた。手持ちの計算機の計算機能力の不足から、阪大極限センターの計算機を利用させて頂いた。B2/n構造でのバンドギャップ消失は４２０GPaから４５０GPaで起こることがわかった。この圧力はC2/c構造の３４０GPaから370GPaより高い。またCmca構造は２８０GPa付近でバンドギャップが閉じる。これらの結果と予想される圧縮水素の金属転移については２０１５年広島での高圧討論会で報告し、現在論文を執筆中である。
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Research Products
(2 results)
