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ラマンCT顕微鏡の開発と地球深部起源天然試料の圧力履歴探索

Research Project

Project/Area Number 18654098
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Geochemistry/Astrochemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

鍵 裕之  The University of Tokyo, 大学院・理学系研究科, 准教授 (70233666)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山本 順司  京都大学, 大学院・理学研究科, 助教 (60378536)
土山 明  大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90180017)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2007: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywords顕微ラマン / 3次元 / 包有物 / X線CT
Research Abstract

本研究では、point-to-pointの3次元ラマン顕微鏡により、地球深部起源の試料に蓄積された残留圧力を、ラマンスペクトルの微小な圧力シフトから可視化することを目指した。研究当初から技術的な問題となっていたことであるが、実験室の±0.5℃程度の微小な温度変化が、微小なラマンスペクトルの波数変動を観察する上では無視できない影響を及ぼす。この問題を解決するためには、実験室の温度を0.1℃以下の精度で制御する必要があるが、そのような高度な空調設備を整備することは現実的ではない。そこで、分光器に波長標準となるネオンランプの発行線を導入し、ラマンスペクトルとネオンの蛍光スペクトルを常に同時に観測し、分光器を逐次校正する機構を取り入れた。これまでラマン散乱光を取り入れていた光ファイバーを2分岐化し、一方にネオン光を導入し、両者の信号をCCDカメラ上に2本のアレイとして同時に検出するシステムを築きあげた。この機構により、ラマンスペクトルと同時にネオンランプの発行スペクトルを測定することが可能となった。本装置を用いることにより、ラマンスペクトルを波数安定度0.05cm-1で測定することが達成され、長時間に及ぶ3次元ラマンマッピングにおいても、高精度にラマンマッピングを測定することが可能となった。一連の技術的な開発により、ダイヤモンド中に含まれる異種鉱物の残留応力を独立に決定することができ、これらの鉱物の熱膨張率と圧縮率から、包有物がダイヤモンドに取り込まれた温度圧力条件を見積もることが原理的に可能となった。現実的に得られる値は、ダイヤモンド生成環境と比較して低い温度、圧力となっているが、今後より高い空間分解能で残留圧力を求めることで、より高精度な温度圧力環境の見積もりを今後展開されるであろう。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] High precision in Raman frequency achieved using real-time calibration with neon emission line : application to 3D stress manning observations2008

    • Author(s)
      Odake S., Fukura S., Kagi H.
    • Journal Title

      Applied Spectroscopy 62

      Pages: 1084-1087

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Infrared and Raman spectroscopic observations on Central African carbonado and the implication to its origin2008

    • Author(s)
      Kagi H., Fukura S.
    • Journal Title

      European Journal of Mineralogy 20

      Pages: 387-393

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Forearc diamond from Japan2008

    • Author(s)
      Mizukami T., Wallis S. R., Enami M., Kagi H.
    • Journal Title

      Geology 36

      Pages: 219-222

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Paleo-Moho depth determined from the pressure of CO2 fluid inclusions : Raman spectroscopic barometry of mantle- and crust-derived rocks2007

    • Author(s)
      Yamamoto J., Kagi H., Kawakami Y., Hirano H., Nakamura M.
    • Journal Title

      Earth and Planetary Science Letters 253

      Pages: 369-377

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Developing micro-Raman mass spectrometry for measuring carbon isotopic composition of carbon dioxide2007

    • Author(s)
      Arakawa M., Yamamoto J., Kagi H.
    • Journal Title

      Applied Spectroscopy 61

      Pages: 701-705

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pressure dependence of Raman OH-stretching band of chrysotile : a change in compressional behavior of O-H band at 0-4. 5 GPa2007

    • Author(s)
      Mizukami T., Kagi H., Wallis S. R., Fukura S.
    • Journal Title

      American Mineralogist 92

      Pages: 1456-1463

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  • [Journal Article] Near infrared spectroscopy determines salinity and internal pressure of fluid inclusions in minerals.2006

    • Author(s)
      Kagi H., Kiyasu A., Akagi T., Nara M. and Sawaki T.
    • Journal Title

      Applied Spectroscopy 60

      Pages: 430-436

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  • [Journal Article] Speciation of chromium in artificially contaminated soil reference material JSO-2, GSJ using XANES and chemical extraction methods.2006

    • Author(s)
      Tsuno H., Ohta A., Kagi H., Imai N., Tao H. and Nomura, M.
    • Journal Title

      Geostandards and Geoanalytical Research 30

      Pages: 55-62

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  • [Journal Article] Extended micro-Raman densimeter for CO_2 applicable to mantle-originated fluid inclusions.2006

    • Author(s)
      Yamamoto J. and Kagi H.
    • Journal Title

      Chemistry Letters 35

      Pages: 610-611

    • NAID

      10019162618

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    • Author(s)
      Zedgenizov D. A., Shiryaev A. A., Shatsky V. S. and Kagi H.
    • Journal Title

      Mineralogical Magazine 70

      Pages: 219-229

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  • [Journal Article] Chemical compositions and XANES speciations of Fe, Mn and Zn from aerosols collected in China and Japan during dust events.2006

    • Author(s)
      Ohta A., Tsuno H., Kagi H., Kanai Y., Nomura M., Zhang R., Terashima S. and Imai N.
    • Journal Title

      Geochemical Journal 40

      Pages: 363-376

    • NAID

      10019292660

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  • [Journal Article] Development of a"Built-in" SNOM head for an AFM system and stress mapping of an Al_2O_3/ZrO_2 eutectic composite.2006

    • Author(s)
      Nakagawa T., Fukura S., Nakai M., Sugiyama K. and Kagi H.
    • Journal Title

      Optical Review 13

      Pages: 269-275

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      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 振動分光法を用いた鉱物科学研究の最近の進展2007

    • Author(s)
      鍵裕之
    • Organizer
      日本鉱物科学会(設立記念講演、招待講演)
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス
    • Year and Date
      2007-09-22
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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