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J-GLOBAL ID：201302270192358738   整理番号：13A0349670

高品質のM_n+1AX_nおよび2元のMX型遷移金属カーバイド相における原子の熱運動に関する中性子回折測定と第一原理計算による研究

Neutron diffraction measurements and first-principles study of thermal motion of atoms in select M_n+1AX_n and binary MX transition-metal carbide phases

著者 (7件)： LANE Nina J. (Drexel Univ., Pennsylvania, USA) ,  VOGEL Sven C. (Los Alamos National Lab., New Mexico, USA) ,  HUG Gilles (ONERA, CNRS, Chatillon, FRA) ,  TOGO Atsushi (Kyoto Univ., Kyoto, JPN) ,  CHAPUT Laurent (Univ. Nancy, FRA) ,  HULTMAN Lars (Linkoping Univ., Linkoping, SWE) ,  BARSOUM Michel W. (Drexel Univ., Pennsylvania, USA)
資料名： Physical Review. B. Condensed Matter and Materials Physics  (Physical Review. B. Condensed Matter and Materials Physics)
巻： 86  号： 21  ページ： 214301.1-214301.9  発行年： 2012年12月 
JST資料番号： D0746A  ISSN： 1098-0121  CODEN： PRBMDO  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 最近,MAX相と呼ばれるM_n+1AX_n(M=Ti,Cr;A=Al,Si,Ge;X=C,N)から成る層状のセラミックスが注目されている。これらの結晶は,空間群P6₃/mmcの対称性を持ち,多くの特異な性質を有するナノサイズの積層構造である。例えば,高い熱および電気伝導度,比較的低いVickers硬度,優れた熱衝撃耐性と熱安定性および大きい剛性率などである。本稿では,このMAX相と呼ばれる高品質の3元カーバイドに関する第一原理フォノン計算から決定された原子の熱振動を,高温における粉末中性子回折による研究から得られた結果と比較する。より単純なカーバイドに関する方法論を試験するために,遷移金属カーバイドのTiC,TaC,およびWCについても研究した。二元カーバイドに関する予測値と実験から得られた値は,定量的および定性的に良く一致することが分かった。研究した全てのMAX相,Ti₃SiC₂,Ti₃GeC₂,Ti₂AlN,Cr₂GeCおよびTi₄AlN₃,に関する密度汎関数計算による予測から,A元素は最大の振幅で振動し,基底面内では異方的に振幅することが分かった。この予測は,以前に得られた高温における中性子回折の研究結果と良く一致することが分かった。いくつかの場合には,異方性の反転や温度に依存する原子変位パラメータなどに関する理論値と実験値の絶対値に定量的な違いが観測された。系の非調和性を探るために,モードに依存するGrueneisenパラメータも計算した。

シソーラス用語： *中性子回折 ,  第一原理 ,  *密度汎関数法 ,  *振動 ,  セラミック ,  積層構造 ,  *炭化物 ,  *チタン化合物 ,  タンタル化合物 ,  タングステン化合物 ,  Grueneisen定数 ,  バンド構造 ,  *窒化物 ,  ケイ素化合物 ,  ゲルマニウム化合物 ,  アルミニウム化合物 ,  クロム化合物

分類 (1件)： 結晶中のフォノン・格子振動  (BL03020Z)

タイトルに関連する用語 (7件)： 高品質 ,  遷移 ,  金属カーバイド ,  原子 ,  中性子回折 ,  第一原理計算 ,  研究