局在量子構造に基づいた新しい材料機能創出技術の構築

基于局域量子结构的新材料功能创造技术构建

基本信息

批准号：
12130101
负责人：
足立裕彦
金额：
$ 6.34万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本総括班では,電子論に基づいた理論計算を永年に亘って行ってきた研究代表者の求心的なリーダーシップのもと,異なる基盤となる学問体系,所属分野や研究手法の異なった実験のエキスパートが集まり,局在量子構造の探求を通じた材料送製技術の構築という最終目標を目指してきたが,その結果,旧来の学問体系に横断的な形で共通の言語を獲得し,新しい材料開発のブレークするーに繋がるような新しい萌芽が幾つも確認できた.本領域を構成する5つの計画研究班と連携して,以下の3つに研究テーマを絞り,班の壁を越えて複合観点からの複合手法での研究を行った.【酸化物中のドーパントと空孔のつくる局在量子構造の研究】では,酸化物中の効果的なドーパントの探索には,本研究で開発した理論計算法が極めて有効であることが結論でき,これは新しい材料機能創出技術として応用可能であり,新しい材料開発において,第一原理計算による陽電子寿命計算法と陽電子寿命測定実験との組み合わせも,他の方法では得がたい重要な情報を与えるツールとなった.【X線吸収スペクトルおよび電子エネルギー損失分光による酸化物への微量ドーパントの局在量子構造の研究】では,ZANESとELNESを定量的に再現できる理論計算法手法を開発し,分光法を材料開発に応用するための大きなステップとなった.【酸化亜鉛界面のつくる高在量子構造の研究】では,第一原理計算と人工粒界を用いたモデル実験により,非直線電気特性を発現する量子構造は界面における原子配列の乱れではなく,界面に存在する点欠陥間の相互作用によって形成されることが示された.このように界面機能の本質となる界面局在量子構造の起源を明らかにした成果は,ZnOのみならず他のセラミック,半導体材料において高機能を有する界面の設計を行うための重要な指針となることが期待される.

该总委员会在多年从事电子理论理论计算的首席研究员的向心领导下，汇集了来自不同基础学术体系、所属领域、研究方法的实验专家和地方数量。我们的最终目标是通过对子结构的探索来构建材料输送技术，从而获得了跨越传统学术体系的共同语言，从而在新材料的开发上取得了突破性的成果。像这样的种子。我们与该领域的五个规划研究小组合作，将研究主题缩小到以下三个，并利用多种方法从多个角度进行研究，超越了小组的界限，对由掺杂剂产生的局域量子结构进行了研究。以及材料方面的空缺]，可以得出结论，本研究开发的理论计算方法对于寻找氧化物中的有效掺杂剂非常有效，可以作为创造新材料功能的技术，并可用于开发新材料。 , 第一性原理计计算正电子寿命计算方法和正电子寿命测量实验的结合也成为提供使用其他方法难以获得的重要信息的工具。在高量子密度的量子结构的研究中，我们开发了一种理论计算方法。可以定量再现 ZANES 和 ELNES，这是将光谱学应用于材料开发研究的重要一步。 ]，通过人工晶界的第一性原理计算和模型实验，我们发现表现出非线性电学特性的量子结构不是由界面处原子排列的无序性形成的，而是由界面处存在的点缺陷之间的相互作用形成的阐明界面局域量子结构的起源（界面功能的本质）的结果将有助于设计出不仅在ZnO中而且在其他陶瓷和半导体材料中的高功能界面。将作为未来的重要指导方针。