鉱物における構造,相変化及び物性の動的解析に基づく研究

1992 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, 大学院自然科学研究科, 助手 (40183032) ; 藤下 豪司 金沢大学, 教養部, 助教授 (50134656)
• Keywords: 動的構造解析 / 結晶構造 / 相転移 / 格子力学 / デバイ-ワラー因子 / 石英型物質

Research Abstract

本研究計画の最終年度として次の事を行った。
1 石英関連物質であるA1PO_4について、800℃までの範囲における10点の温度において、X線回折強度を測定し、構造解析を行った。 この過程でα-β転移温度が約581℃で、±2℃の履歴が存在する事を見いだした。
2 1の構造研究の結果、A1PO_4におけるα-β転移は石英と極めて類似した様相を示し、秩序-無秩序型ではなく、変位型の転移であると結論した。
3 本研究計画全体を通じて、作成・整備した動的構造解析のためのソフトウェアパッケージ、DEBYE-WALLERの整備をさらに進めた。 DEBYE-WALLERでは以後の全ての計算の基礎としてまず結晶の群論解析を行う。本年度では複雑な結晶構造のもの(単純格子単位胞中の原子数を40個まで可能)にも適用できるように改めた。特に従来入手できるプログラムでは少し複雑になるとうまく行かない場合があったが、以下に述べるA1PO_4を初めとしてチタン石(珪酸塩鉱物)等にも試みたが、今の所、良い結果を得ている。
4 DEBYE-WALLERを用いてA1PO_4の群論解析を行った。この物質の格子振動解析、原子の異方性熱振動因子、比熱などのマクロ量の計算は現在引き続いて研究中である。従来この種の計算は対称性の高い単純な物質のみで行われていたので、A1PO_4のような少し複雑な鉱物に適用された例は殆どないもの思われる、ということを付記する。

Research Products

• [Publications] Kuniaki Kihara: "The temperature dependence of the anisotropic mean-square displacement of atoms in quartz" Acta Crystallogr.A46. PS-07.03 (1990)
• [Publications] Kuniaki Kihara: "An X-ray study of the temperature dependence of the quartz structure" European Journal of Mineralogy. 2. 63-67 (1990)
• [Publications] Kuniaki Kihara: "Lattice dynamical calculations of anisotropic temperature factors of atoms in quartz,and the structure of β-quartz" Physics and Chemistry of Minerals. (1992)
• [Publications] 木原 國昭: "格子力学計算による石英の原子の異方性温度因子" 日本結晶学会試. 34. 249-254 (1992)
• [Publications] Masaki Okuno: "The structure of (Na_<0.5>Ca_<0.5>)Ga_<1.5>Ge_<2.5>O_8 and CaGa_2O_8 glasses" Mineralogical Journal. 15. 64-72 (1990)
• [Publications] Hideshi Fujishita: "Crystal structure and phase transitions of intermediate phase of PbZrO_3" J.Phys.Soc.Japan. 61. 3606-3612 (1992)