鉱物における構造,相変化及び物性の動的解析に基ずく研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02452070
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 木原 國昭 金沢大学, 理学部, 助教授 (70019503)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 〓生 金沢大学, 理学部, 教授 (20019467) ; 奥野 正幸 金沢大学, 自然科学研究科, 助手 (40183032) ; 藤下 豪司 金沢大学, 教養部, 助教授 (50134656)
• Keywords: 格子力学計算 / 石英 / 異方性温度因子 / 構造転移 / ソフトモ-ド / 結晶構造 / 鉱物

Research Abstract

本研究の主題は地球物質の諸性質をより深く理解するためには原子レベルの観点からの研究が不可欠であるということに基づいており、そのため、結晶構造の精密解析結果をどのように取り入れることができるのかという点を吟味し、その方法を確立する事である。
以下に本研究年度に於ける成果ならびに進行状況を述べる。
具体的な鉱物としては地球上に産する鉱物の代表である水晶(石英、SiO_2)を取り上げた。本研究代表者による精密な結晶構造デ-タが既に得られているということもその理由である。石英の構造デ-タ特に原子の熱振動デ-タを用いて、それ等を格子力学計算によって再現するための計算機プログラムパッケ-ジの整備、開発を行い、ほぼ完了した。これにより、原子の異方性熱振動因子をモデル計算によって求めることが出来ることが明らかになり、さらに、ラマン散乱、中性子散乱デ-タと総合することにより、正確な動的な構造情報を得ることが可能になった。ただし原子の異方性熱振動因子だけを用いる場合には、格子力学計算によるシミュレ-ションでは、弱い原子間相互作用について一義的な解が得られないことがあるということも明らかになった。石英の高温ー低温構造相転移にともなうソフトフォノンモ-ドの異方性熱振動因子に対する寄与は正確に(見事に)再現されることがわかり、このアプロ-チによって転移に伴う原子間の力の変化、熱エネルギ-のフォノンモ-ドに対する再配分の仕方等に就いて詳しい知見を得ることができるという確証が得られた。
石英以外の物質については構造デ-タを得る努力を開始したところであり、次年度の課題とする。

Research Products

• [Publications] Kuniaki Kihara: "An xーray study of temperature dependence of the quartz structure" European Journal of Mineralogy. vol 2. 63-77 (1990)
• [Publications] Kuniaki Kihara: "Lattice dynamical calculation of anisotropic temperature factors of atoms in quartz" Physics,C.