2015-10

第一原理計算によるY₂Ti₂O₇結晶における点欠陥安定性の評価

原子レベルでの理論計算により、Y₂Ti₂O₇結晶における点欠陥の形成エネルギーの評価

次世代航空機エンジンのための輻射熱反射コーティングの構成材料であるY2Ti2O7パイロクロアにおいて、結晶中の点欠陥の生成・拡散挙動は材料の耐酸化性や耐水蒸気性評価の基礎となる。

第一原理計算によりY₂Ti₂O₇結晶中における点欠陥の形成エネルギーを評価し、物質移動機構に対して重要な役割をもつ欠陥種を検討する。

(1)	複合欠陥も含めた点欠陥の形成エネルギーを網羅的に評価した。
(2)	Y₂Ti₂O₇において、酸素欠損位置を含んだ酸素複合欠陥が安定に存在し、物質移動機構に重要な役割をもつことが示唆された。

原子レベルでのY₂Ti₂O₇結晶における点欠陥の形成挙動について解明

・手法：第一原理計算（VASPコード）　　
・評価：点欠陥の形成エネルギーΔEf → 点欠陥のサイト占有率

Y₂Ti₂O₇ パイロクロア結晶構造

Y₂Ti₂O₇ における点欠陥サイト占有率の酸素分圧依存性

・高信頼性高温構造材料の開発
・酸素イオン伝導体の開発

参考文献	：	S. Kitaoka et al., in Design, Development, and Applications of Structural Ceramics, Composites, and Nanomaterials: Ceramic Transactions, Vol. 244, 107-118 (2014).
謝辞	：	本研究は、 JST-ALCA(先端的低炭素化技術開発事業)の一部として実施したものである。