Thermodynamical Consideration of Diffusion in the Poly-Kinds Particle System with the Gradient of Vacancy Concentration

まず多粒子系一次元のランダムウォークによる空位拡散で粒子濃度匂配, 空位濃度匂配, エンタルピー匂配, エネルギー障壁がある場合の拡散を解析した. i粒子につき, その活性化粒子の拡散係数をDi*, 実効エネルギー障壁 (活性化エネルギー) をEi, 拡散係数をDi, 濃度をciエンタルピーをhi, 空位率をpとすると, 拡散流Jiは,Ji=-Di*exp(-Ei/RT){∂ci/∂x-ci/p ∂p/∂x+ci/RT ∂hi/∂x}=-Di{∂ci/∂x-ci/p ∂p/∂x+ci/RT ∂hi/∂x}となることを求めた.つぎに化学ポテンシャルμ=N(∂G/∂n) につき考察し, 従来はi粒子数niと空位数nvがそれぞれ独立変数としてμi=hi+RTlnci/co, μv=hv+RTlnpが求められたが, nvをniの従属変数とした場合は [μ]=hi+RT{lnci/co-lnp} が求められる. [μ] を“空位を考慮した化学ポテンシャル”とした. ランダムウォークによる拡散式と関係づけるため (-Dici/RT)・(∂ [μi]/∂x) を計算すると -Di{ci/RT・∂hi/∂x+∂ci/∂x-ci/p・∂p/∂x} となり [μ] を使用すればJi=-(Dici/RT)・(∂ [μi]/∂x) で表わしうることを示した.