2019 Fiscal Year Annual Research Report
星間アモルファス氷の普遍的な過冷却液体化の可能性とその物性
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16H04072
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
香内 晃 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (60161866)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | アモルファス氷 / 紫外線照射 / 液化 / 誘電緩和 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまですべての研究者がアモルファス氷（pure H2O, 不純物を含むもの，紫外線照射をしたもの）を広い温度範囲で固体と考えてきた．しかし，代表者らは不純物を含むアモルファス氷（H2O:NH3:CH3OH=10:1:1）に10Kで紫外線を照射した試料を，その後，紫外線照射をやめて昇温させると，70-140Kで液体になっていることを発見した．本研究計画では，アモルファス（固体）と液体を区別する一般的手法である誘電測定により，広い組成，紫外線照射の有無でこれまでアモルファス氷と考えてきたものが，固体であるか液体であるかを明らかにする．これは，惑星科学的にもこれまでの描像を全面的に書き換えるかもしれない重要な課題であり，物理化学的にも興味深い．
昨年度に引き続き，氷薄膜の誘電率の測定を試みた．昨年度測定が困難であった原因のうち，試料ホルダーのガタは，改良により可能な限り減らした．氷試料は昨年度より厚い試料を作製することで，安定に誘電率が測定できるようになった．しかし，誘電率の測定は1Hz以上の周波数に限られ，1Hz以下での測定には未だ実現できていない．今後，さらに試行錯誤を続けていく．
一方，超高真空極低温透過型電子顕微鏡を用いた研究では，昨年度発見した現象（10Kで紫外線照射を行ったアモルファス氷は，その後の温度上昇過程で液化現象を示すが，80Kで作製したアモルファス氷に80-120K紫外線を照射しても液化は全く観察されず，むしろ結晶化を促進する）のメカニズムを解明すべく，より定量的な研究を展開した．液化に必要な紫外線照射量の測定，結晶化時間の温度依存性を透過型電子顕微鏡で測定した．さらに，結晶化時間の測定は赤外分光法でも行なった．その結果，液化の前段階と考えられるアモルファス化のメカニズムを提案することができた．
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Surface diffusion of OH radical on amorphous solid water2019
Author(s)
Miyazaki, A. , Watanabe, N., Sameera, W.M.C, Hama, T. , Hidaka, H. , Kouchi, A.
Organizer
IAUS 350: Laboratory Astrophysics: from Observations to Interpretation
Int'l Joint Research
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[Presentation] Liquid-like behavior of water ice induced by vacuum ultraviolet irradiation at low temperatures2019
Author(s)
HAMA, Tetsuya; TACHIBANA, Shogo; KOUCHI, Akira; OBA, Yasuhiro; PIANI, Laurette; HIDAKA, Hiroshi; KIMURA, Yuki; MURATA, Ken-ichiro; YURIMOTO, Hisayoshi; WATANABE, Naoki
Organizer
35th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
Int'l Joint Research
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