第一原理法による合金表面の平衡状態図計算

第一性原理法计算合金表面平衡相图

• 批准号: 07J04894
• 负责人: 弓削 是貴
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J04894/
• 关键词: 合金; 表面; 状態図; 第一原理計算; 構造; 相安定性; 偏析; クラスター展開

平成19年度年次計画にある「原子半径が大きく異なる合金表面の構造と相安定性の予測」についてPt_<25>Cu_<75>(111)表面をモデル系として採用し,その偏析挙動や基底状態の表面の原子配置とその電子構造などを第一原理計算と統計熱力学的な手法を組み合わせ,評価を行った.その結果Ptが最表面と第三層に,Cuが第二層に優先的に偏析するという重要な知見を得た.また,最表面において原子配置の短範囲の規則化を確認し,これが最表面におけるp(2x2)規則化の傾向が最表面へのPt原子の偏析および表面第二層以降との相互作用により弱められた結果として解釈できることを示した.さらに表面の混合のエンタルピーの計算から,Pt_<25>Cu_<75>合金は5種類の基底状態の表面原子配置を有することを確認した.これらの表面原子配置に対する電子状態の計算から,合金の表面近傍における原子配置の規則化がフェルミ準位近傍の電子状態に大きく寄与していることを確認した.これらめ結果は単に合金表面の構造と相安定性を予測するだけでなく,合理的な表面材料を設計する上での重要な指針となり得ることから,本研究は単なる基礎研究にとどまらず,実用研究に対しても多大な貢献をするものである.さらに平成20年度年次計画にある「吸着分子を含む多元系への拡張」の第一歩として,多元系に適用可能なプログラムを作成した.モデル系として立方晶窒化ホウ素(c-BN)とダイヤモンドの3元系セラミックス合金を採用し,平衡状態図を作成した.その結果,安定な中間相は存在せず,c-BNとダイヤモンドに2層分離することを確認した.さらに本手法の多元系への適用の妥当性を確認した.これは吸着分子を考慮した複雑な多元系の相安定性の予測に重要な指針を与えるものである.

Pp.47-53 19th annual year plan に あ る "atomic radius が き く different な る と の alloy surface structure with qualitative の to measure" に つ い て Pt_ < 25 > Cu_ < 75 > (111) surface を モ デ ル department と し て USES し, そ の segregation 挙 dynamic や basal surface state の の atomic configuration と そ の electronic structure な ど を first principles calculation と statistical thermodynamics な gimmick を group み close わ せ, review 価 を line っ た. そ の results Pt が に と third layer, the surface Cu が second に priority に segregation す る と い う important な knowledge を た. ま た, most surface に お い て atomic configuration の short van 囲 の regularization を confirm し, こ れ が most surface に お け る p (2 x2) regularization の tend to be the most surface が へ の の Pt atoms The second layer from the surface of segregation お よ び drop と の interaction に よ り weak め ら れ た results と し て solution 釈 で き る こ と を shown し た. さ ら に surface の mixed の エ ン タ ル ピ ー の computing か ら, Pt_ < 25 > Cu_ < 75 > alloy は 5 kinds の basal state の surface atomic configuration を す る こ と を confirm し た. こ れ ら の surface atomic configuration に polices す る electronic state の computing か ら, alloy surface nearly alongside に の お け る atomic configuration の regularization が フ ェ ル ミ quasi a nearly alongside の electronic state に big き く send し て い る こ と を confirm し た. こ れ ら め results は 単 に と の alloy surface structure with qualitative を be す る だ け で な く, reasonable material を な surface design す る on で の important な pointer と な り る こ と か ら, this study は 単 な る basic research に と ど ま ら ず, be used study に し seaborne て も な much contribution を す る も の で あ る. さ ら に pp.47-53 20 annual year plan に あ る を "sorption molecules containing む multicomponent system へ の company," zhang の first step と し て, multicomponent system に may apply な プ ロ グ ラ ム を made し た. モ デ ル department と し て cubic smothering ホ ウ element (c - BN) と ダ イ ヤ モ ン ド の 3 yuan is セ ラ ミ ッ ク ス alloy を し, equilibrium 図 を made し た. そ の as a result, the stable な mesophase は exist せ ず, c - BN と ダ イ ヤ モ ン ド に 2 layer separation す る こ と を confirm し た. さ ら に this gimmick の multicomponent system へ の applicable の justice を confirm し た. こ れ は を consider smoking a molecule The <s:1> た complex 雑な multiple system <s:1> peace qualitative <s:1> pretests に important な indicators を and える <s:1> <s:1> である である である.

项目成果

Ordering and segregation at Cu_<75>Pt_<25>(111) surface:A first-principles cluster expansion study

Cu_<75>Pt_<25>(111)表面的有序与偏析：第一性原理团簇扩展研究

• 发表时间: 2007
• 作者: Koretaka Yuge;Atsuto Seko;Akihide Kuwabara;Fumiyasu Oba;and Isao Tanaka;弓削 是貴;Koretaka Yuge
• 通讯作者: Koretaka Yuge

First-principles cluster expansion study on phase stability of cubic (BN)_x(C_2)_<(1-x)> ternary alloy

立方(BN)_x(C_2)_<(1-x)>三元合金相稳定性的第一性原理团簇展开研究

• 发表时间: 2007
• 作者: Koretaka Yuge;Atsuto Seko;Akihide Kuwabara;Fumiyasu Oba;and Isao Tanaka;弓削 是貴;Koretaka Yuge;Koretaka Yuge;弓削 是貴;Koretaka Yuge
• 通讯作者: Koretaka Yuge

(BN)_x(C_2)_<(1-x)>平衡状態図の第一原理計算

(BN)_x(C_2)_<(1-x)>平衡相图第一性原理计算

• 发表时间: 2007
• 作者: Koretaka Yuge;Atsuto Seko;Akihide Kuwabara;Fumiyasu Oba;and Isao Tanaka;弓削 是貴;Koretaka Yuge;Koretaka Yuge;弓削 是貴
• 通讯作者: 弓削 是貴

First-principles study on segregation and ordering at Cu_<75>Pt_<25>(111) surface

Cu_<75>Pt_<25>(111)表面偏析与有序的第一性原理研究

• 发表时间: 2007
• 作者: Koretaka Yuge;Atsuto Seko;Akihide Kuwabara;Fumiyasu Oba;and Isao Tanaka;弓削 是貴;Koretaka Yuge;Koretaka Yuge
• 通讯作者: Koretaka Yuge

Ordering and segregation of Cu75Pt25(111)surface:A first-principles cluster expansion study

Cu75Pt25(111)表面的有序与偏析：第一性原理团簇扩展研究

• 发表时间: 2007
• 期刊: Physical Review B 76
• 作者: Koretaka Yuge;Atsuto Seko;Akihide Kuwabara;Fumiyasu Oba;and Isao Tanaka
• 通讯作者: and Isao Tanaka