原子論的アプローチによるＳｉＯ２結晶材料の機械的特性と負のポアソン比の挙動の評価

DOI Web Site Web Site 被引用文献1件 参考文献24件
  • 君塚 肇
    大阪大学大学院工学研究科 (株) 日本総合研究所エンジニアリング事業本部サイエンス事業部
  • 尾方 成信
    大阪大学大学院工学研究科 大阪大学大学院工学研究科附属原子分子イオン制御理工学センター
  • 渋谷 陽二
    大阪大学大学院工学研究科 大阪大学大学院工学研究科附属原子分子イオン制御理工学センター

書誌事項

タイトル別名
  • Evaluation of Mechanical Properties and Negative Poisson's Ratio Behavior in Crystalline SiO2 Materials: An Atomistic Approach
  • ゲンシロンテキ アプローチ ニ ヨル SiO2 ケッショウ ザイリョウ ノ キカイテキ トクセイ ト フ ノ ポアソンヒ ノ キョドウ ノ ヒョウカ

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説明

The structural changes with volume expansion in low-temperature (a) phases of quartz and cristobalite, the typical polymorphs of silicon dioxide (SiO2), have been studied through first-principles calculations using the projector-augmented-wave (PAW) method, with particular emphasis on their negative Poisson's ratio behavior. The dominant mechanism of expansion is the increase of the Si-O-Si angles within their crystalline structures, whereas the SiO4 tetrahedron undergoes only a slight distortion. We provide theoretical ab initio results for a complete set of independent elastic constants of quartz and cristobalite with volume expansion. For comparison, the adiabatic elastic constants of both polymorphs are evaluated at finite temperatures, using the molecular-dynamics simulations with a nonempirical pairwise potential. Our calculated elastic properties are found to be in good agreement with the experimental data.

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