| Project/Area Number |
20KK0307
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2021 – 2023
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000)
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| Keywords | 結晶性 / 非晶質化 / ラマンスペクトル / 緑簾石 / ラマン分光 / 非晶質 / クリノゾイサイト / 合成 / 原子配列 |
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| Outline of Research at the Start |
天然鉱物では放射性元素に起因する結晶性の低下がみられることが知られてきたが，研究代表者は放射性元素に起因しない結晶性の低下を見出した．これまでの自身の研究に基づき，本現象は原子配列の周期性に乱れがない同方位を持つ結晶子が断片化し，それらの境界領域の結晶性が低下している状態から生じるという仮説を提唱した。これが正しければ，長周期原子配列やナノスケールでは現象は捕捉不可能である。したがって本研究は，中間スケールにあたる短周期原子配列を検討するため偏光顕微ラマン分光スペクトル解析を適用し，上述の仮説の検証および固体結晶質物質内の原子配列の乱れを起こす発生原理を解明することを目的とする．
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| Outline of Final Research Achievements |
This study proposes a new mechanism for the reduction in crystallinity found in natural epidote-group minerals. This phenomenon, which has been challenging to recognize in terms of long-range atomic arrangement and nanoscale observation, is now understood from the perspective of the short-range atomic arrangement using polarized Raman spectroscopy. The mechanism involves the fragmentation of the crystalline matter, preserving the original atomic arrangement into crystalline nano-regions with a non-crystalline boundary. This fragmentation is believed to occur due to the interaction between the chemical bond properties of distributed elements, the disordered OH group, and the deformation of coordination polyhedra in the epidote structure. The study also proposes a practical application for accurately estimating Fe3+ content in epidotes. This function is based on the Raman spectra collected from 31 natural epidotes and could contribute widely to Earth Science.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
放射性元素の放射壊変による原子配列の乱れや非晶質化は天然鉱物ではよく知られているが，研究代表者が見出した結晶性低下は放射性元素に起因しない未知の現象であった。この現象は捕捉が困難であるため，普遍的現象であるにも関わらず長年見過ごされてきたのだろう。しかし，結晶質固体物質における結晶性の変化はわずかであっても物性変化に直結し，相の安定性に影響するため，その実態把握や発生機構の解明は不可欠である。本研究で明らかにした実態と提唱した発生機構は，結晶質物質を扱うマテリアルサイエンス全体の発展に波及すると考えられる。
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