抄録
第一原理計算を用いたセラミックス界面(結晶粒界、金属/セラミックス界面)の研究について、最近の進展を紹介し、界面ストイキオメトリなど設計のための重要因子について議論する。まず、大規模計算技術ではPCクラスター用などの並列技術が重要であり、最近の試みを紹介する。次に、SiC粒界の引っ張り破壊の計算を紹介し、界面ストイキオメトリ(極性・非極性)により強度や破壊の様相が異なることを紹介する。次に、各種金属/セラミックス界面(炭化ケイ素/金属、アルミナ/銅、酸化チタン/金)の計算から、界面ストイキオメトリが構造や機能を支配する様子を紹介する。ショットキー障壁高、引っ張り強度、界面電子状態、触媒機能など、界面ストイキオメトリに大きく依存する。実験との比較からも、界面ストイキオメトリがセラミック界面の機能設計の重要なキーワードであると結論される。