機能性ニューガラスの局所的電子状態

功能新型玻璃的局域电子态

基本信息

批准号：
04650704
负责人：
足立裕彦
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04650704/
关键词：
機能性ニューガラスクラスターモデル DV-Xα法電子状態計算

项目摘要

最近,ガラスの生成法としてゾル・ゲル法やCVD法などの新しい方法が開発され、従来とは異なる機能性をもつガラスが生成可能となり注目されている。これら新しい機能性ガラス,探索は実験的研究に加えて理論面からの研究が不可欠である。本研究では新しい機能性を有する,SiO_2系ガラスやP_2O_5系ガラスの電子状態を理論的に理解し,新しい機能性ガラスの材料設計の指針をつくることを目的としている。本年度はまず,SiO_2系およびP_2O_5系ガラスのモデルクラスターSiO_4^<4->,PO_4^<3->,SiO_2O_7^<6->,P_2O_7^<4->,Si_3O_9^<6->,P_3O_9^<3->などの分子軌道計算をdiscrete variational Xα法を用いて計算した。その結果(1)被占軌道と空軌道とのエネルギーギャップは重合が進みクラス4-が大きくなると,小さくなる。(2)XO_4^<n->(X=Si,P)を結なぐ架橋酸素に起因する準位がO2Pバンドの下に限られる。(3)Siと非架橋酸素との結合は架橋酸素との結合より強く,また両結合とも重合が進むと強くなっていく。X=Pの場合も同様の傾向を示す。(4)両系ともイオン性は重合が進むと小さくなっていく。以上のことがわかった。次にリン酸過剰の超急冷ガラスの構造を調べるため環状や枝状構造のクラスターを仮定して計算した結果,枝状クラスター中のリン一架橋酸素の結合はチェイン状やリング状のクラスターのものより弱く不安定であることがわかった。またテルライドガラスの構造および電子状態を調べるため,高温のラマンスペクトルの測定も同時に行っている。

最近，诸如ZOL凝胶方法和CVD方法之类的新方法已开发为生成玻璃的方法，并且它引起了人们的注意，因为它已经有可能产生不同的功能功能。除了实验研究外，这些新的功能玻璃和搜索在理论上是必不可少的。在这项研究中，目的是从理论上了解具有新功能的SIO_2玻璃和P_2O_5玻璃的电子状态，并为新功能性玻璃设计创建指南。首先，今年，SIO_2系列和P_2O_5玻璃模型cluster sio_4^<4->，po_4^<3->，sio_2o_7^<6->，p_2o_7^<4->，si_3o_9^<6>使用离散变分Xα方法计算分子轨道计算，例如<3->。结果（1）轨道和空轨道之间的能量差距随着聚合的进展而变小，而4类增加。（2）XO_4^<n->（X = SI，P）连接O2P频段下的交联氧的水平。（3）SI和非交联氧之间的键比与交联氧的键更强，并且随着聚合的进行，这两种键变得更强。在x = p的情况下，显示了相同的趋势。（4）在这两个系统中，离子特性随着聚合的进展而变得较小。以上是理解的。接下来，由于假设一个圆形和分支形状的簇以检查过度磷酸盐的结构，因此分支簇中的磷桥氧的键是链形的群集。较弱，更不稳定。为了检查TEL Ride Glass的结构和电子状态，还同时执行了高温度的拉曼光谱。