[发明专利]记录设计程序的计算机可读记录介质和设计方法

说明书

提供了记录设计程序的计算机可读记录介质和设计方法。存储有设计程序的计算机可读记录介质，该设计程序用于使计算机执行用于设计钙钛矿型晶体结构的组成的处理，该设计程序包括使计算机通过使用伊辛模型或QUBO的退火方法执行基态搜索来确定式2中的A_i和B_i的组合，式2是通过对由式1表示的容差因子t的式取对数而创建的，其中log t为0或接近0，式1是式2是其中，式2中的A_i和B_i分别由式3和式4表示，式3是式4是式3中的d_Ai‑X和d_A‑X满足式5，式5是式4中的d_Bi‑X和d_B‑X满足式6，式6是式5和式6中的n与式2至式4中的n相同。

技术领域

本实施方式涉及钙钛矿型晶体结构的组成的设计程序和设计方法。

背景技术

具有钙钛矿型晶体结构的材料取决于组成而呈现各种物理性质，例如铁电性。因此，具有钙钛矿型晶体结构的材料已经被应用于诸如电容器或存储元件的电子部件。此外，近来，已经开发出使用具有钙钛矿型晶体结构的材料的光伏电池。

在钙钛矿型晶体结构中，阳离子位于A位处和B位处，并且阴离子位于阴离子位处(图1)。此处，为了使晶体稳定地存在，每个位处的离子的大小需要满足特定的关系。另外，表示钙钛矿型晶体结构的几何变形的量由以下的容差因子(tolerance factor)(t)定义(参见非专利文献1)。

[数学式1]

此处，r_A、r_B和r_X分别表示A位处、B位处和阴离子位处的离子半径(图2A和图2B)。另外，已知当容差因子(t)为1时，四方晶体最稳定。

注意，对于大多数元素的离子种类的每个化合价数和配位数，存在公知的离子半径数据，并且可以使用公知的数据(例如，参见非专利文献2和3)。

如上面所描述的，钙钛矿型晶体结构是其物理性质取决于组成而改变很大的材料。此外，在钙钛矿型晶体结构中，位于A位处、B位处和阴离子位处的离子可以被各种离子代替，并且物理性质可以通过形成多种钙钛矿材料的固溶体(或混合晶体)进行调整。具体地，例如，作为典型的铁电材料的锆钛酸铅(PZT)是通过用锆离子代替钛酸铅的B位的一部分而获得的，在钛酸铅中铅离子位于A位处、钛离子位于B位处并且氧离子位于阴离子位处。已经提出了一种使用几何平均值的方法，作为用于计算在这样的固溶体系中的容差因子的方法，几何平均值通过关于被部分代替的位处的离子半径的组成比进行加权。

J.B.Goodenough和J.M.Longo，Landolt-Bornstein，Mew Series，组III，卷4a，Springer-Verlag，柏林，第126页(1970)；R.D.Shannon，Acta Crystallographica A32，第751页(1976)以及Y.Q.Jia，Journal of Solid State Chemistry，95，184(1991)被公开为相关技术。

然而，在存在多种要形成固溶体的离子种类并且基于其确定使容差因子为1的离子种类的组合和组成的情况下，需要通过逐一改变离子种类和组成来执行计算。然后，在离子种类的数目增加的情况下或者在精细调整固溶体比的情况下，组合的数目巨大并且计算会花费很长时间。

本实施方式的目的是提供能够高速设计稳定的钙钛矿型晶体结构的组成的程序以及能够高速设计稳定的钙钛矿型晶体结构的组成的设计方法。

发明内容