2010 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | New Materials Science Using Regulated Nano Spaces －Strategy in Ubiquitous Elements |
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19051008
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
久米 徹二 岐阜大学, 工学部, 准教授 (30293541)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 重雄 岐阜大学, 工学部, 教授 (30196159)
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| Keywords | 半導体クラスレート / ラマン散乱 / ナノ結晶 / ラットリング / 高圧X線回折 |
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| Research Abstract |
クラスレートをはじめとする、配列ナノ空間物質の物性を大きく左右するラットリング振動を高圧力下においてラマン分光により直接観測し、ケージサイズと温度を変数としたラットリング振動の特性を調べた。試料として、ラットリングの性質を強く示すタイプI型クラスレート(Eu_8Ga_<16>Ge_<30>)を用い、約20cm-1に観測されるEuのラットリング振動を10 GPaまで観測した。その結果、ラットリング振動のラマンピークに加圧による幅の減少が観測された。この現象が、ゲストEuのケージ内平行位置の移動によって説明できることを示した。このデータは初めてゲストラットリング振動を高圧力下でとらえたデータであり、クラスレート化合物のラットリング振動の理解に重要な指針を与える。また、同様の試料に対し高圧XRD実験を行った結果、約12 GPaで体積の減少を伴う同形構造相転移および非晶質化を観測した。
さらに詳細に、ラットリング振動の振る舞いを探るため、低温高圧下での低波数ラマン測定を可能にする測定システムの構築を行った。測定システムは、Heクライオスタットにダイヤモンド・アンビル・セルが組み込まれ、10cm^<-1>程度まで低波数領域が10 K以下までの測定を可能にする。構築されたシステムのチェックを、(Eu_8Ga_<16>Ge_<30>)のラマンスペクトルにより評価し、実際に低温・高圧・低波数ラマン測定が可能であることを確認した。
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