Collisional and transport parameters for Cu are computed using the average atom model. Transition metals such as copper are difficult to model within the framework of the average atom model due to the presence of a narrow band of 3d electrons that mix and hybridize with the broad 4s band of nearly-free electrons. With electron temperature increasing, the 3d electrons play a key role in the thermodynamics and transport properties of Cu (Lin et al 2008 Phys. Rev. B 77 075133), as well as the stability of the lattice (Loboda et al 2011 High Energy Density Phys.7 361). In this work, the average atom model was used to track the average energy of the 3d band and its evolution with electron temperature. At room temperature, its center is at ∼6 electron volts (eV), a few electron-volts below the Fermi energy, and with electron temperature increasing it sinks relative to it. At electron temperature of about 8 eV the 3d electrons leave the conduction band and become bound. A long-standing problem related to the average ion charge observed by conduction band electrons is addressed and successfully resolved. A work-around has been found that predicts the correct average ion charge, , by formally introducing a third group of electrons: quasi-bound electrons. Benchmarking with published data is made that shows good agreement.
衝突・輸送パラメータは、平均原子モデルを用いてCuについて計算される。遷移金属であるCuは、3d電子の狭いバンドが4sのほぼ自由電子バンドと混成・混合するため、平均原子モデルの枠組み内でのモデル化が困難である。電子温度が上昇するにつれて、3d電子はCuの熱力学特性および輸送特性において重要な役割を果たす（Linら 2008 Phys. Rev. B 77 075133）、ならびに格子の安定性においても同様である（Lobodaら 2011 High Energy Density Phys.7 361）。本研究では、平均原子モデルを用いて3dバンドの平均エネルギーとその電子温度に対する変化を追跡した。室温では、その中心は約6電子ボルト（eV）に位置し、フェルミエネルギーの数eV下にあり、電子温度が上昇すると、それに対して相対的に低下する。約8 eVの電子温度では、3d電子は伝導帯を離れ、束縛状態となる。伝導帯電子によって観測される平均イオン電荷に関する長年の問題は、対処され、首尾よく解決された。第三の電子群、すなわち準束縛電子を形式的に導入することにより、平均イオン電荷を正確に予測する回避策が見出された。公表データとのベンチマーキングが行われ、良好な一致が示された。