新しい高エントロピー合金超伝導体·磁性体の開発

摘要

高エントロピー合金（high-entropy alloy: HEA）は，2004年に提案された新しい概念である。もともとは体心立方格子（body-centered cubic: bcc）や面心立方格子（face-centered cubic: fcc）などの単純な結晶構造に対して提唱され，5種以上の元素が5～35at.の割合で1つの結晶学的サイトをランダムに占有している合金を指す。現在では，複数の結晶学的サイトをもつ化合物でも，あるサイトで5種以上の構成元素がランダムに占有していれば，HEAと呼ばれる（酸化物などの場合は高エントロピー酸化物などと呼ばれる）。高エントロピー状態では，相の安定性を記述するギブスの自由エネルギー中のエネルギー低下に寄与する温度と配置エントロピーの積が大きくなる。したがって，原理的には高エントロピー状態は高温で安定化する。この配置エントロピーの値でエントロピー状態を指定する定義もあり，1.50R（R：気体定数）以上でHEA，1.00Rと1.50Rの間が中エントロピー合金，1.00R以下で低エントロピー合金といわれる。