2019 Fiscal Year Final Research Report

Developments of ultrahigh-pressure technology for core-mantle interaction/ coevolution

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Project Area	Interaction and Coevolution of the Core and Mantle: Toward Integrated Deep Earth Science
Project/Area Number	15H05829
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Science and Engineering
Research Institution	Ehime University
Principal Investigator	Irifune Tetsuo 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (80193704)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	山崎大輔岡山大学, 惑星物質研究所, 准教授 (90346693) 小松一生東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (50541942) 境毅愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 講師 (90451616) 西真之愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 講師 (10584120) 石松直樹広島大学, 理学研究科, 助教 (70343291)
Project Period (FY)	2015-06-29 – 2020-03-31
Keywords	実験技術開発 / 焼結ダイヤモンド / ヒメダイヤ / 中性子 / 放射光X線吸収実験
Outline of Final Research Achievements	Novel high-pressure and high-temperature techniques have been developed using tungsten carbide (WC), sintered diamond (SD), and nano-polycrystalline diamond (NPD) as ultra-hard anvils for some static high-pressure devices. The pressure and temperature ranges have been significantly expanded by these techniques, which have been applied to various studies such as using deformation, X-ray absorption, neutron diffraction, electrical conductivity, and sound velocity measurements under ultra-high pressure. Some important scientific results relevant to the mantle-core interaction have been obtained in collaboration with the researchers in other groups using thus developed techniques.
Free Research Field	地球深部科学・鉱物科学・放射光地球科学・超高圧材料科学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	高温高圧発生領域の拡大は、超高圧を手段として用いる地球深部科学、物性物理学、無機化学、材料科学などの新たな発展において重要である。本研究では、静的超高圧発生実験において従来から用いられてきたWCやSDに加え、研究代表者らが独自に開発したNPDを超高圧発生の主要部分であるアンビル材として用いることにより、それぞれの圧力・温度発生領域の限界を打破し、これらの分野の研究の新たな展開に重要な貢献をした。また、NPD合成手法を用いた新物質「透明ナノセラミックス」の開発にも成功し、複数の企業で超高圧合成手法を用いた材料開発が開始されるなど、社会的にも大きなインパクトを与えた。