| Project/Area Number |
17042001
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
石政 勉 北海道大学, 大学院工学研究科, 教授 (10135270)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高倉 洋礼 北海道大学, 大学院工学研究科, 助教授 (30284483)
柏本 史郎 北海道大学, 大学院工学研究科, 助手 (60329852)
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| Project Period (FY) |
2005 – 2006
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2006)
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| Budget Amount *help |
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | 自己相似構造 / 希土類金属 / 準結晶 / 低温相転移 / クラスター / スピングラス / 自己相似 / 階層構造 / 物性 |
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| Research Abstract |
1.Cu基3元合金準結晶の発見
Cu_<48>Ga_<34>Sc_<18>及びCU_<46>Al_<38>SC_<16>合金において正20面体準結晶を発見した。これらの準結晶は黄金比τの3乗のスケーリング則を示し、P型に属する。また、構成元素や組成比からTsai型クラスターを含むものと推定された。前者の形成には、液体急冷法の適用が必要であった。それに対して、後者の場合は、アーク炉での溶融と冷却で準結晶が形成され、さらに600℃での時効処理後も観察されたので、安定相の可能性も含めて形成条件の詳細を研究中である。
2.Zn-Sc低温相近似結晶のX線構造解析
Zn_<85.5>Sc_<14.5>の組成をもち、良く焼鈍された1/1近似結晶は、電気抵抗の異常を伴って153Kで低温相に転移する。この低温相の構造を、92K付近での電子線回折と粉末X線回折実験によって解析した。低温相は、高温相BCCの2倍の体積の格子を持つ単斜晶で、空間群はC2/cであった。低温相では、4個のZnから成る正4面体を含んで歪をともなったTsai型クラスターが基本構造となっていた。また、このようなクラスターがC面心とc-glideに従って規則的に配置しているととが判明した。これは、近似結晶低温相においてクラスター内部の構造が観察された初めての結果である。同様の正4面体を含んだ原子クラスターは、準結晶においても存在するものと想像され、自己相似的秩序の「初項」に関する情報を得たという点で重要である。
3.Feとランタノイドの両方を含む安定準結晶:形成条件と磁性
Zn_<77>Fe_<7>Sc_<16-x>L_x(L=Ho, Er, Tm)の組成を持つP型正20面体準結晶をほぼ0≦x≦8の領域で見いだした。これらの準結晶は、すくなくとも700℃付近において安定であり、徐冷法によりmmサイズの正12面体形状の単準結晶が形成されることもあった。これらの準結晶においては、ランタノイドだけでなくFe原子も磁性に寄与していることを磁気測定の結果は示していた。また、Tmの場合、凍結温度9Kを持つスピングラス特性を示した。これらの準結晶においては、2種類の磁性元素が準周期的に配置しているはずであり、今後の構造解析が待たれる。
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