2017 Fiscal Year Annual Research Report
Challenge to generate 1 TPa by static compression
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15K13594
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
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)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ２段式ダイヤモンドアンビルセル / 集束イオンビーム加工装置 / マルチメガバール / 圧力スケール / 状態方程式 / ナノ多結晶ダイヤモンド(NPD) / 超高圧発生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、既存の静的高圧発生技術では未踏の500万気圧（=500 GPa）を超える圧力を発生する技術を開発・確立し、超高圧物理学および惑星内部科学の発展に寄与することを目的として、従来のダイヤモンドアンビルセル（以下DAC）に、ミクロンサイズの2段目アンビル（マイクロアンビル）を配置した2段加圧方式による圧力発生技術の開発を行った。
これまでの我々の技術開発の結果として400 GPaを超える圧力発生に成功したものの、発生圧力の評価については問題点が残っていた。一つ目は、圧力を決定する際に基準となるレニウムの状態方程式が先行研究間で矛盾していることで、その選択によって我々の実験の到達圧力は400 GPaから600 GPaまで大きく変わってしまう。これに対し我々は白金試料を圧力基準としてレニウムの状態方程式を再評価する実験を280 GPaまで行った。この結果、先の我々の2段式DAC実験の到達圧力は430~460 GPa程度であろうということが確認され、従来のDACの発生圧力限界を超える圧力発生が実現されたことを裏付けた。二つ目の問題点は、試料の格子体積を決定するために測定されるX線回折ピークが、2段目アンビル先端部での急激な圧力勾配の影響で非常にブロードになっており、正確な格子体積の決定が困難であることである。圧力勾配を緩和するには、アンビル先端の平坦面の面積を広げればよいが、同時に最高到達圧力も下がってしまうことが懸念される。そこで我々は2段目アンビルを円錐状に保持する新しい形状での実験を試みた。この結果、圧力勾配を緩和しつつ、最高到達力は下げずに、400 GPaにおいて、非常にシャープなX線回折ピークを得ることに成功した。これにより格子体積を正確に決定することが可能になり、この圧力領域で様々なサイエンス（圧縮挙動、相平衡等）を展開するための技術的基盤が構築された。
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Research Products
(8 results)
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[Presentation] Evaluation of the pressures measured in the double stage diamond anvil cell technique2017
Author(s)
Sakai, T., Yagi, T., Kadobayashi, H., Hirao, N., Kunimoto, T., Ohfuji, H., Ohishi, Y., Irifune, T.
Organizer
JpGU-AGU joint meeting 2017
Int'l Joint Research
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