バンド計算によるfおよびd電子系物質の物質に関する研究(平成11、12年度東京理科大学、核燃料サイクル機構 先行基礎工学共同研究詳細報告書)

A Study on the properties off- and d- electron compounds using band calculation method

浜田 典昭*; 山上 浩志*; 手島 正吾

Hamada, Noriaki*; Yamagami, Hiroshi*; Tejima, Shogo

本報告は、東京理科大学と核燃料サイクル開発機構において平成11年度及び平成12年度の2年間にわたって実施した先行基礎工学共同研究の内容をまとめたものである。本報告は、3つの内容に分かれる。(1)相対論的スピン密度汎関数法に基づくバンド計算法、この計算法を用いて解析した、(2)強磁性体UGe、(3)反強磁性体UOの電子物性に関する研究である。(1)相対論的バンド計算(RBC)法 s, p, d電子系物質を扱うバンド計算法は、基礎面, 応用面ともに十分な研究が行われている。しかし、アクチニド化合物のような磁性5f電子を扱うバンド計算法は、非常に複雑でありかつ相対論的アプローチが必要とされるために、その研究が遅れている。本研究では、磁性5f電子に有効な相対論的バンド計算法を定式化した。(2)UGeの電子物性 UGeは強磁性体であることから、理論による解析が未だ十分に行われていない。そこで、本研究で開発した相対論的バンド計算法を用いてUGeの電子状態とフェルミ面を解析した。その結果、UGeは5f電子特有の重い電子系であることが分かり、実験結果と一致する結果を得た。(3)核燃料UOの電子構造 核燃料物質である反強磁性UOの熱伝導度の振る舞いを把握することは重要である。しかし、熱伝導度に影響を与える電子構造の計算が、相対論的効果を考慮した形では、未だ行われていない。そこで、RBC法を適用し、UOの電子構造の詳細を明らかにした。

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