2000 Fiscal Year Annual Research Report
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12126204
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
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| Research Institution | Himeji Institute of Technology |
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Principal Investigator |
川村 春樹 姫路工業大学, 理学部, 教授 (00192005)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤野 清志 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40116968)
小林 本忠 姫路工業大学, 理学部, 助教授 (90195818)
赤浜 裕一 姫路工業大学, 理学部, 助手 (90202522)
竹村 謙一 無機材質研究所, 超高圧力カステーション, 主任研究官
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| Keywords | 超高圧力 / 状態方程式 / 重水素 / 粉末X線回折 |
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| Research Abstract |
(1)「地球中心部に相当する超高圧力発生技術の開発」と(2)「分子性軽元素の超高圧下の構造」について、主に研究を行った。
(1)に関しては100万気圧を越える圧力の決定の問題から始めた。100万気圧以下の圧力はルビー蛍光法が一般的に用いられているが、それ以上の圧力ではルビー蛍光法による圧力決定は困難であり、重金属の状態方程式から圧力を決定している。これは衝撃圧縮のデータから、各温度での圧力-体積関係を定め、体積の測定から圧力を算出するものである。しかし、通常用いられている白金や金の状態方程式が必ずしも同じ圧力を示しているか否かは明らかではなく、用いる圧力マーカーにより、違いが生じることが指摘されている。金、白金、ビスマス、銀などを同時にサンプリングし、室温下で220万気圧以上までの圧力域で格子定数の精密測定を行い、各金属の状態方程式のクロスチェックを行った。
(2)に関しては固体水素の超高圧下のX線回折実験を行った。軽元素はX線の回折能が小さいため、特に粉末回折実験は困難である。しかし、超高圧下で単結晶を育成することは困難であり、また、体積減少や原子の再配列を伴う相転移時には多くの場合、単結晶は多結晶となることが知られている。従って、超高圧下の構造研究には粉末試料でのX線回折が不可欠となる。元素中最も回折能の小さい重水素の実験を行い、83K、94万気圧下で粉末X線回折実験に成功した。回折線はhcp格子で指数付けすることができ、格子定数は、a=1.964Å、c=3.145Åであった。この温度・圧力は固体II相の領域であり、固体II相も固体I相と同様、分子の重心はhcp格子上にあることが明らかとなった。
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