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低温高圧を用いた新炭素物質合成の第一原理計算機シミュレーション

低温高压新型碳材料合成第一性原理计算机模拟

基本信息

批准号：
10137210
负责人：
常行真司
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

グラファイト層間化合物(GIC)を低温で圧縮することにより、相分離を起こすことなくsp2からsp3への結合変化を起こして新構造にいたる可能性について、第一原理分子動力学法シミュレーションを用いて検討を行っている。昨年度末からLiの擬ポテンシャルの改訂作業をすすめてきたが、今年度その精度の検証を終え、第1ステージのLi-GICとその高圧相のシミュレーションを行った。またヘテロダイヤモンドBC2Nの物質設計に関する研究とりまとめを行い、レビュー(日本語)を執筆した。計算で求めた常圧下のLi-GICの構造は、セルパラメータにして0.3%程度の誤差で実験結果と一致する。同じ精度で高圧下の計算を行い、さらに高圧相として予想されるLi内包ダイヤモンドの構造最適化とエンタルピー計算を行ったところ、約40Gpa以上でLi@diamondがLi-GICよりも安定になることがわかった。あらたに得られたLi内包ダイヤモンドに関する知見は以下の通りである。構造:高圧下の構造は、Liがダイヤモンドケージにはいることでダイヤモンド骨格の一部の結合がきれ、ダイヤモンドの薄膜とLi層からなる層状構造のようにみえる。電子状態:バンド計算の結果は複数のフェルミ面をもった金属であるが、結晶構造の低次元性を反映して、3次元的なフェルミ面に加えて2次元的なフェルミ面がみうけられる。Liはほぼ完全にイオン化しており、伝導帯の電子はLiのいないダイヤモンドケージに多く分布する。また格子歪がおおきいため、理想的なダイヤモンドのバンドに余分な電子が加わったというリジッドバンド描像はなりたたないようである。

The first principles molecular dynamics method is used to investigate the possibility of new structures in the formation of interlayer compounds (GIC) at low temperatures, phase separation, sp2, sp3, and binding. At the end of last year, Li's proposed solution was revised, and this year's accuracy was verified. The first solution was Li-GIC and the third solution was revised. A study on the design of BC2N substances was carried out in Japanese. The calculated Li-GIC structure is consistent with the calculated Li-GIC structure at constant pressure, with an error of 0.3% The calculation of the same precision under high pressure is carried out in the middle of the high pressure phase, and the structure optimization of the Li packet is carried out in the middle of the high pressure phase. The calculation is carried out in the middle of the high pressure phase, and the Li@diamond is carried out in the middle of the high pressure phase. The following is a list of the most important information available to you: Structure: Under high pressure, the structure of Li layer and Li layer is combined with one part of the structure of Li layer and Li layer. Electronic state: The result of calculation is that the crystal structure is reflected in the lower dimensional plane, the 3D plane and the 2D plane. Li is completely neutral, conductive, and distributed in many ways. The grid is distorted, the ideal grid is distorted, and the ideal grid is distorted.