Project/Area Number |
21K04907
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 30010:Crystal engineering-related
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Research Institution | Okayama University |
Principal Investigator |
伊藤 恵司 岡山大学, 教育学域, 教授 (80324713)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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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: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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Keywords | 中性子回折 / X線回折 / 格子膨張 / 水素吸蔵 / 水素吸蔵合金 / 水素 / 結晶構造 / 2体分布関数 |
Outline of Research at the Start |
金属―水素系の原子レベルでの構造研究は,学術的に興味深いだけではなく,水素が関連する材料開発においても重要である。これまでの研究では,Bragg peakに基づく結晶構造解析法を用いた水素占有サイトの特定や水素化による平均的な格子構造変化の観察が主流であった。一方,結晶構造中にランダムに存在する局所格子膨張を直接観察するためには“2体分布関数解析法”が有効である。本研究では,中性子およびX線回折を利用した2体分布関数解析法により、水素周囲の局所格子膨張の定量的観察を試みる。
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Outline of Annual Research Achievements |
2022年度には,重水素濃度の異なる3種類の試料(D/V=0.65,0.70,0.75)を作製し,中性子回折実験を行った。その結果,2体分布関数の0.17 nm付近にバナジウムと重水素の相関ピークが観察され,重水素濃度の増加に伴いバナジウム―重水素距離が大きくなることが明らかになった。今年度は,同一試料について,放射光X線回折実験を行い,ホストバナジウム構造の詳細解析を行った。X線回折実験は,BL04B2ランダム系ステーションの2軸回折計を用いて行われた。得られたデータをバックグラウンド補正,吸収補正および規格化を行い,構造因子を得た。構造因子をフーリエ変換することにより実空間の情報である2体分布関数を求めた。さらに,中性子回折実験の再測定を行い,データの再現性を確認した。 得られた2体分布関数には,ホストバナジウムの体心立方構造に起因するピークがいくつか観察された。第1ピークはバナジウム原子の最隣接相関,第2ピークは格子定数に相当する。重水素濃度による第1ピークと第2ピーク位置の変化に大きな違いが観察され,この結果は,重水素吸蔵による格子膨張が不均一であり,水素が存在するサイト周囲の局所的格子膨張と関係していると考えられる。今後は,これらのX線データや中性子回折によって得られたバナジウム―重水素距離情報について,リバースモンテカルロ法や分子動力学法等のシミュレーションを利用することにより,水素原子周囲の局所的格子膨張の定量的解析を試みる。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
試料作製および高精度な中性子回折・X線回折データの取得に成功した。
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Strategy for Future Research Activity |
これまでに得られた回折実験データに基づいて,シミュレーションを利用することにより,水素原子周囲の局所的格子膨張の定量的解析を試みる。
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