結晶構造マップによる新窒化物の予測と合成

　窒化アルミニウムと種々の遷移金属窒化物との複合窒化物の中で、NaCl型の新しい擬２元系窒化物はAlN-CrN系窒化物であることを結晶構造マップを用いた予測から明らかにした。またPVD法を用いた薄膜合成によって、AlNが高濃度固溶したAl-Cr-N薄膜が合成され、結晶構造マップによる新物質予測の正しさが実証された。

擬ポテンシャル半径による剛性率の予測

　種々の元素物質の剛性率と擬ポテンシャル半径との関係を経験的に決定した。これから元素物質の剛性率は擬ポテンシャル半径のベキ関数で表現されることを明らかにした。そしてこの関係を窒化炭素に適用するとダイヤモンドに比べて約60GPa高い剛性率が予測された。

原子間距離をパラメータとする高硬度物質の設計

　物質の硬度が近似的に剛性率に対応する経験的結果を踏まえ、剛性率と原子間距離の関係を決定することによって、高硬度物質を探索する方法を検討した。その結果、種々の元素物質の剛性率は原子間距離のベキ関数で表現可能であることが明らかとなった。また、これらの関係を用いて化合物の剛性率を予測した。