K4炭素結晶の創生と新規物性発現

K4碳晶体的创造和新物理性能的开发

• 批准号: 21656203
• 负责人: 阿尻 雅文
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21656203/
• 关键词: 炭素結晶材料; メカノケミストリー; ドーピング; BN; K4炭素結晶; 結晶構造予測

トポロジーの研究に基づき結晶構造が予測されたが、現在までに誰も合成したことの無いK4炭素結晶の合成に挑戦した。本年度は、昨年度、計算科学により合成が示唆された金属ドープ系について、メカノケミストリーによる局所高圧化による合成を試みた。また、窒素系、ボロン系についても溶融金属中・超高圧系での結晶合成、金属トープK4炭素結晶の合成、非平衡プラズマ状態での合成の可能性評価を第一原理計算によるK4結晶安定性評価と並行して行った。さらに、数学の小谷教授、計算科学の川添教授とは、本研究について1年前から共同研究を進めており、本年度も研究を進めるにあたっても、情報交換を行った。具体的には、新たな合成法として、1.高温場溶融金属中合成、2.メカノケミストリー合成、3.高温高圧溶媒反応場合成を検討した。K4に特徴的な物性評価を行い(たとえば、吸収、蛍光スペクトル等)、解析手法にフィードバックした。この結果、アルカリ金属を添加した炭素をメカノケミカルな手法で処理したサンプルについて、既知の材料に帰属できない結晶回折パターンが見出され、詳細な検討を継続している。同様に、アルカリ土類金属を添加したBNについても、同様な成果が得られ、計算科学で予測した系が、新材料の創出に貢献できることを実証した。さらに、計算より、炭素原子がK4構造や既知の結晶構造以外にも、高圧領域で安定相を取りうることが分かり、計算を利用した新規構造材料設計・予測を推し進めた。

に ト ポ ロ ジ ー の research base づ き が crystal structure can be さ れ た が, now ま で に who も synthetic し た こ と の no い K4 carbon crystal の synthetic に pick 戦 し た. は this year, last year, computational science に よ り synthetic が in stopping さ れ た metal ド ー プ department に つ い て, メ カ ノ ケ ミ ス ト リ ー に よ る bureau showed high 圧 に よ る synthetic を try み た. ま た, smothering, ボ ロ ン department に つ い て も in the melt metal, ultra-high 圧 department で の crystallization synthesis, metal ト ー プ K4 carbon crystal の synthesis, non-equilibrium プ ラ ズ マ state で の synthetic の possibility assessment 価 を first principles calculation に よ る K4 crystallization stability evaluation 価 と parallel し て line っ た. さ ら に, mathematics professor の dell, の sichuan computational science professor tian と は, this study に つ い て 1 years ago か ら を joint research into め て お り, this year's も を into め る に あ た っ て も line, intelligence exchange を っ た. Specific に に, new たな synthesis method と て, 1. Synthesis in molten metals at high temperature field, 2. Synthesis in メカノケ メカノケ ストリ ストリ, 3. In high-temperature and high-pressure solvent reaction 応 situations, を検 is used to discuss た. K4 に な property of 徴 review 価 を line い (た と え ば, suction 収, 蛍 light ス ペ ク ト ル, etc.), analytic technique に フ ィ ー ド バ ッ ク し た. こ の results, ア ル カ リ metal を add し た carbon を メ カ ノ ケ ミ カ ル な gimmick で 処 Richard し た サ ン プ ル に つ い て, both know の materials に 帰 genus で き な い crystallization inflexion パ タ ー ン が shows さ れ, detailed な beg を 検 継 続 し て い る. With others in に, ア ル カ リ soil type metal を add し た BN に つ い て も, with others in が な achievements have ら れ, computing science で to し た が, new material の makes contribution に で き る こ と を card be し た. さ ら に, calculation よ り, carbon atoms が K4 structure や already know の crystal structure outside に も, high 圧 で stable phase を take り う る こ と が points か り, calculation を using し た new rules construction material design, can be push を し into め た.

项目成果

Mathematic and Chemical Engineering

数学与化学工程

• 发表时间: 2010
• 作者: 久保亮吾;元井直樹;大西公平;Tadafumi Adschiri
• 通讯作者: Tadafumi Adschiri

Carbon-doped K4 nitrogen: A novel high energy density material

碳掺杂K4氮：一种新型高能量密度材料

• 发表时间: 2011
• 作者: B. Wen;S. Takami;Y. Kawazoe;T. Adschiri
• 通讯作者: T. Adschiri

Theoretical and Experimental Studies Toward New Materials : K4 Carbon Crystals and Novel Hybrid Nanomaterials

新材料的理论与实验研究：K4碳晶体和新型杂化纳米材料

• 发表时间: 2010
• 作者: Bin Wen;Seiichi Takami;Yoshiyuki Kawazoe;Tadafumi Adschiri
• 通讯作者: Tadafumi Adschiri

High Pressure Polytypes of MgC_2 Predicted by First-Principles Calculations

第一性原理计算预测MgC_2高压多晶型

• 发表时间: 2010
• 作者: Bin Wen;Seiichi Takami;Yoshiyuki Kawazoe;Tadafumi Adschiri
• 通讯作者: Tadafumi Adschiri