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J-GLOBAL ID：201802243611511109   整理番号：18A1689114

岩塩構造遷移金属窒化物における点欠陥のエネルギー論 化学量論からのずれに対する熱力学的理由【JST・京大機械翻訳】

Energetics of point defects in rocksalt structure transition metal nitrides: Thermodynamic reasons for deviations from stoichiometry

著者 (3件)： Balasubramanian Karthik (Department of Mechanical, Nuclear and Aerospace Engineering, Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, NY, 12180, USA) ,  Khare Sanjay V. (Department of Physics and Astronomy, University of Toledo, 2801 West Bancroft Street, Toledo, OH, 43606, USA) ,  Gall Daniel (Department of Materials Science and Engineering, Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, NY, 12180, USA)
資料名： Acta Materialia  (Acta Materialia)
巻： 159  ページ： 77-88  発行年： 2018年 
JST資料番号： A0316A  ISSN： 1359-6454  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： グループ3~6遷移金属(Me)窒化物MeN_xにおける点欠陥形成エネルギーの第一原理計算を用いて,岩塩構造における大きな報告された組成範囲(典型的にx=0.7~1.3)の熱力学的理由を説明した。化学量論組成(x<1)と過剰化学量論組成(x>1)の両方の組成は,3族窒化物(ScN,YN,LaN)の平均2.7と4.5eVから6族窒化物(CrN,MoN,WN)の-1.8と-0.8eVに減少し,それらが6族と4-6族窒化物のゼロ温度で熱力学的に安定になることを示した。同様に,正方晶系および111-または110-分割配置における窒素およびカチオン格子間原子は3-5族に対して不安定であるが,6族窒化物に対して熱力学的に安定になり,後者の化合物の機械的不安定性と一致する。すべてのアンチサイト欠陥は高い形成エネルギーを有し,形成しにくい。有限温度での窒素化学ポテンシャルとN_2ガスとの平衡は気相エントロピーによって強く影響され,例えば800Kで1Pa N_2で1.2eVの欠陥自由エネルギーのシフトをもたらし,高温での窒素空孔とカチオン格子間原子の増加の可能性を引き起こす。さらに,点欠陥の配置エントロピーは,800Kでの1%空孔欠陥濃度に対して,例えば0.4eVの補正を引き起こす。これらのエントロピー寄与を考慮することにより,TiNに対して200~1100K,ZrNに対して500~1400K,HfNに対して1200~1400Kの化学量論に対する予測温度窓が得られたが,かなりのカチオンと窒素空格子点濃度がこれらの範囲の下と上の温度に対してそれぞれ期待された。Schottky対欠陥は,N_2分圧に依存しない全ての温度で,T>200KおよびNbN,TaN,および6族窒化物中のVNにおいて予測される。全体的な結果は,熱力学的議論(速度論的障壁がない場合でも)が,岩塩構造窒化物における報告された組成対温度および圧力関係の多くを説明できることを示している。Copyright 2018 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *化学量論 ,  エントロピー ,  計算 ,  窒素 ,  分圧 ,  化学ポテンシャル ,  空格子点 ,  *熱力学 ,  カチオン ,  格子間原子 ,  速度論 ,  *窒化物 ,  不安定性 ,  予測
準シソーラス用語： アンチサイト欠陥 ,  第一原理計算 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 遷移金属窒化物 ,  点欠陥 ,  空孔 ,  間質 ,  Schottky対

分類 (1件)： その他の無機化合物の格子欠陥  (BK12050B)

タイトルに関連する用語 (7件)： 岩塩 ,  遷移 ,  金属窒化物 ,  点欠陥 ,  エネルギー ,  化学量論 ,  熱力学