Exploration of superionic conductors under high pressure using syncrotron radiation x-ray: toward clarification of mantle structure of icy planets
| Project/Area Number |
21K03718
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
|
|---|
| Research Institution | Gifu University |
|---|
Principal Investigator |
木村 友亮 岐阜大学, 工学部, 助教 (50624540)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
|
|---|
| Keywords | 超イオン導電体 / 高温高圧実験 / ラマン分光分析 / 超イオン伝導体 / マルチアンビル装置 / X線構造解析 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
天王星と海王星で確認されている多重極磁場の生成に重要な役割を果たすと考えられている水とアンモニアの超イオン相の結晶構造については、実験で直接決定することが難しいために未だに制約できていない。一方、CaF2も高温高圧条件で超イオン相の存在が予想されている。その結晶構造については複数の計算手法によって氷物質の超イオン相よりも詳細に調べられているが、理論研究間で見解が一致していない上に、実験研究による超イオン相の存在の検証は行われていない。本研究では、超イオン伝導体の結晶構造の予想に適した計算手法の検証を目的として、CaF2の高圧超イオン相を実験的に探索し、その結晶構造を決定する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
申請者が行ったCaF2を対象とした放射光X線を使ったXRD実験では、第一原理計算が予想する相図とは異なり、より広い領域にγ相が存在することを見出した。例えば、第一原理計算は、200℃においては、10 GPaでγ相への相転移が起こることを予想しているが、XRD実験では約7 GPaでγ相への転移を確認している。本年度は、α-γ相境界に関する不一致を解消することを目的として 昨年度に新たに導入した高温高圧下で測定可能なラマン分光装置を用いて、CaF2のα-γ相転移境界を決定する実験を実施した。200℃の温度下で加圧しながらラマン分光測定を行った。その結果、9.3 GPaでγ相が出現し、第一原理計算の予想よりも低い圧力でγ相転移が起こることを確認した。このように、ラマン分光分析とXRD測定の結果は一致しており、実験研究間では矛盾のない結果を得ることに成功した。
|
Report
(3 results)
Research Products
(27 results)
