新しい正二十面体準結晶合金の創製と多彩な伝導現象の実現

新型二十面体准晶合金的创建及各种传导现象的实现

• 批准号: 11750576
• 负责人: 田村 隆治
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750576/
• 关键词: 準結晶; 近似結晶; 電気抵抗

スカンジウム系及びハフニウム系においてまず準結晶の探索を行ったが、今回作製したいずれの合金系においても、準結晶相の生成は確認されなかった。一方、アルミ系において、Al_<72.5>Re_<17.4>Si_<10.1>の組成で急冷試料においてTEM観察を行った結果、準結晶相の生成が確認された。そこでこの合金系において種々の温度で熱処理を行い、準結晶相の安定性を調べた。その結果、AlReSi系準結晶は熱処理を行うと1/1立方晶近似結晶に変態することが分かり、準安定相であると結論された。以下では、この新しい近似結晶について電気物性を測定したので報告する。AlReSi近似結晶は格子定数が約13Åと比較的小さいにも関わらず、電気抵抗率の温度依存性は負であり、12Kと室温の抵抗率の比は2倍以上に達するという著しい非金属特性を有していることが分かった。また、この近似結晶の抵抗率は遷移金属濃度に敏感に依存し、遷移金属濃度が減少すると金属的な伝導に転化することが観測された。AlReSi近似結晶においてレニウム原子は正20面体クラスターを構成し、それが体心立方的に配列した構造をとっている。このことから、遷移金属濃度が減少すると、正20面体クラスターを構成するRe原子が部分的にAlやSi原子と置換するため、クラスターの対称性がくずれる。従って、近似結晶において観測された非金属特性は遷移金属クラスターの構成する正20面体クラスター中に伝導電子が束縛されることによって生じているものと結論された。

The formation of quasi-crystalline phases in the alloy system and the quasi-crystalline phase in the alloy system was confirmed. The <72.5><17.4>formation of <10.1>quasi-crystalline phase was confirmed by TEM observation of quenched samples. The temperature of the alloy system is adjusted by heat treatment, and the stability of the quasicrystal phase is adjusted. The results show that AlReSi quasi-crystal is in the form of 1/1 cubic crystal and quasi-stable phase. The following is a report on the measurement of electrical properties of new and approximate crystals. AlReSi approximate crystal lattice constant is about 13 K, the temperature dependence of electrical resistivity is negative, the ratio of resistance at room temperature is more than 2 times, and the non-metallic characteristics are different. The resistivity of these crystals is sensitive to the concentration of the migrating metal, and the conductivity of the metal is measured when the concentration of the migrating metal decreases. AlReSi approximate crystal structure is composed of 20-sided atoms and body-centered cubic atoms. For example, the concentration of the migrating metal decreases, and the symmetry of the 20-sided structure of the Re atom increases with the substitution of Al and Si atoms. The nonmetallic properties of the transition metal were measured in the crystal and the approximate crystal. The transition metal was composed of 20-sided crystals and the conduction electrons were bound.

项目成果

R.Tamura et al.: "Composition dependent electrical resistivity in an Al-Re-Si 1/1-cubic approximant phase : An indication of electron confinement in clusters"Physical Review Letters. 86. (2001)

R.Tamura 等人：“Al-Re-Si 1/1 立方近似相中的成分相关电阻率：团簇中电子限制的指示”物理评论快报。

R.Tamura et al.: "Roles of Quasiperiodicity and Local Environment in the Electronic Transport of the Icosahedral Ouasicrystals in Al-Pd-TM(TM=Fe, Ru, Os) systems"Materials Transactions. 42. (2001)

R.Tamura 等人：“Al-Pd-TM(TM=Fe, Ru, Os) 系统中二十面体 Ouasic 晶体电子传输中准周期性和局域环境的作用”材料交易。