Non-stoichiometric -base GdO precipitations in a Mg-Zn-Gd alloy

伊東 祐斗*; 江草 大佑*; 山口 正剛   ; 阿部 英司*

Ito, Yuto*; Egusa, Daisuke*; Yamaguchi, Masatake; Abe, Eiji*

走査型透過電子顕微鏡によるその場観察で、MgZnGd (at.%)合金を623Kで加熱すると、面心立方()系のGdナノ粒子がダイナミックに析出することを発見した。5.32という観察された格子定数は、密度汎関数理論(DFT)計算による純粋な-Gdの5.06よりも大きいため、酸素原子が四面体の格子間サイトに部分的に挿入されているためである可能性が高いことがわかった。体系的なDFT計算により、四面体あるいは八面体の格子間サイトを占有することで、広い不定比性範囲を持つ-Gd系酸化物相が出現する可能性があり、GdOとして表現できることが分かった。

We have found that, during scanning transmission electron microscopy observations, heating of a MgZnGd (at.%) alloy at 623K leads to dynamic precipitations of face-centered-cubic ()-based Gd nanoparticles. With the aid of density-functional theory (DFT) calculations, the observed lattice constant of 5.32, which is larger than that expected for pure -Gd of 5.06, is likely to be due to oxygen atoms inserted at tetrahedral interstitial sites with essentially a fractional occupation. Systematic DFT calculations show possible occurrences of -Gd-based oxide phase with a wide non-stoichiometry range by occupying either tetrahedral or octahedral interstitial positions, being represented as GdO.