クラスター変分法によるＢ２規則相中の転位芯構造の解析

簇变分法分析B2有序相位错核心结构

基本信息

批准号：
13J02373
负责人：
山田泰徳
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

平成25年度にクラスター変分法（CVM）に基づくB2規則相中の転位芯構造のモデル計算を行った。更に、CVM とNudged Elastic Band法（NEB）を組み合わせることでパイエルスポテンシャルおよびキンク対の運動の活性化エネルギーの計算を行い、B2規則相の異常強化現象と相平衡の関係について考察した。しかしながら、上記の計算は格子振動および局所緩和の効果を考慮していない。より厳密な計算を行うためには、転位芯構造に対するこれらの効果を評価する必要がある。この問題を解決する為に、平成26年度にsimplified Gaussian CVMという手法を提案した。本年度は、上記のsimplified Gaussian CVMをより強堅な枠組みの中で定式化し、自然な形で(simplified Gaussian) CVMに格子振動および局所緩和の効果を導入することに成功した。具体的には、古典統計力学に基づき、連続な実空間における分配関数から自由エネルギー関数を近似的に導出した。モデルの理論的および数値的な検証に時間を要し、simplified Gaussian CVMによる転位芯構造の計算には至らなかった。しかしながら、平成25年度に既に従来のCVMによるB2規則相中の転位芯構造の計算を示しており、同様の手順によってsimplified Gaussian CVMを用いたより厳密な計算が可能であると言える。本手法の構築過程で得られた、メビウスの反転公式に基づく振動の自由エネルギーの計算手法を国際学会（PTM2015）で学会発表し、本手法を日本金属学会2015年秋季講演大会と雑誌MATERIALS TRANSACTIONSにて報告した。また、本手法の応用例としてCu-Au二元系の相境界の計算を行い日本金属学会2016年春季講演大会で報告した。

2013年，我们基于簇变分法（CVM）对B2有序相位错核心结构进行了模型计算。此外，结合CVM和微推弹性带法（NEB），计算了Peierls势和扭结对运动的活化能，并考虑了B2有序相的异常强化现象与相平衡之间的关系。然而，上述计算没有考虑晶格振动和局部弛豫的影响。为了进行更严格的计算，有必要评估这些对位错核心结构的影响。为了解决这个问题，我们在2014年提出了一种称为简化高斯CVM的方法。今年，我们在一个更鲁棒的框架中制定了上述简化的高斯 CVM，并成功地将晶格振动和局部弛豫的影响以自然的方式（简化的高斯）引入到 CVM 中。具体来说，基于经典统计力学，我们从连续实空间的配分函数中近似推导了自由能函数。该模型的理论和数值验证需要时间，并且无法使用简化的高斯 CVM 计算位错核心结构。然而，在2013年，我们已经演示了使用传统CVM计算B2有序相中的位错核心结构，并且可以说使用相同的过程使用简化高斯CVM进行更严格的计算是可能的。该方法构建过程中得到的基于莫比乌斯反演公式的振动自由能计算方法在国际会议（PTM2015）上提出，该方法发表在日本金属学会2015年秋季会议和MATERIALS TRANSACTIONS杂志上。报道称。此外，作为该方法的应用实例，我们计算了Cu-Au二元系的相界，并在日本金属学会2016年春季会议上进行了报告。