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非弾性X線散乱法による金属-非金属転移に伴う量子ゆらぎの観測

Research Project

Project/Area Number 17654075
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Mathematical physics/Fundamental condensed matter physics
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

乾 雅祝  広島大学, 大学院総合科学研究科, 助教授 (40213136)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 星野 公三  広島大学, 大学院総合科学研究科, 教授 (30134951)
梶原 行夫  広島大学, 大学院総合科学研究科, 助手 (20402654)
細川 伸也  広島工業大学, 工学部, 助教授 (30183601)
Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Keywords溶融塩 / 非弾性X線散乱 / 液体アルカリ金属 / 金属-非金属転移 / 動的構造 / 溶融塩化セシウム / 液体テルル / 半導体-金属転移
Research Abstract

非弾性X線散乱により測定された高温高圧下の流体水銀の動的音速が、金属-非金属転移点近傍でのみ超音波で測定された断熱音速より3倍速くなる。この特異な現象が金属-非金属転移に普遍的に起こるかどうか調べるため、溶融アルカリハライドにアルカリ金属を添加した、金属-溶融塩混合系に注目して、非弾性X線散乱実験を行う。このためサファイア製試料容器の開発を行ってきた。温度800℃ではサファイアとアルカリ金属を含む試料は反応しないことを確認した。しかしサファイアを接着するのに用いるパウダーガラスと試料との反応が無視できないことがわかった。この問題を解決するため試料容器の開発を続けている。本年度は、試作した試料容器を用いてアルカリ金属を含まない溶融塩化セシウムの非弾性X線散乱実験を行い、動的構造を調べた。観測された低波数領域の縦音響モードの分散は、超音波で測定された断熱音速より70%も大きな正の分散を示すことが明らかになった。これは流体水銀の金属-非金属転移点近傍で観測された3倍には遙かに及ばないものの、通常の液体金属の10-20%に比べればかなり大きな値である。溶融塩化ナトリウムや塩化カリウムなどの先行研究でも50-70%の正の分散が報告されている。粘弾性理論では、液体といえども短い時間空間スケールでは固体的な振舞いをすることが正の分散の起源であると考えられている。溶融塩の場合、正、負のイオンが液体中でもイオン結晶のように交互に配列した化学的短距離秩序が保たれていることが、部分構造研究から明らかにされている。このようなイオン結晶的な局所構造が、今回観測された大きな正の分散に大いに関与していると考えられる。

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (17 results)

  • [Journal Article] Instability of the Electron Gas in an Expanding Metal2007

    • Author(s)
      K.Matsuda, K.Tamura, M.Inui
    • Journal Title

      Physical Review Letters 98

      Pages: 96401-96401

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      M.Inui, K.Matsuda, K.Tamura, K.Satoh, A.Sobajima, H.Tada
    • Journal Title

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    • Author(s)
      Y.Kajihara, M.Inui, K.Matsuda, K.Tamura, S.Hosokawa
    • Journal Title

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    • Author(s)
      J.T.Okada, M.Inui, D.Ishikawa, A.Q.R.Baron, K.Matsuda, 他4名
    • Journal Title

      Journal Physics : Condensed Matter 18

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      K.Matsuda, M.Inui, K.Tamura
    • Journal Title

      Sci. and Tech. of Advanced Materials 7

      Pages: 483-489

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      A.Yamane, F.Shimojo, K.Hoshino
    • Journal Title

      Journal of Physical Society of Japan 75・12

      Pages: 124602-124602

    • NAID

      110005716687

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      乾 雅祝
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      Pages: 76-80

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      10020535250

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      Pages: 2223-2229

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      Pages: 2017-2024

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      T.Usuki
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      Nucl.Instrum.Met.Phys.Res.B 238

      Pages: 124-128

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      Nucl.Instrum.Met.Phys.Res.B 238

      Pages: 98-101

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      細川伸也
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      日本結晶学会誌 47

      Pages: 274-280

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      2005 Annual Research Report

URL: 

Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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