2019 Fiscal Year Annual Research Report
Ultrafast time-resolved in situ observation of shock-compressed materials using X-ray free electron laser
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17K05714
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| Research Institution | Japan Synchrotron Radiation Research Institute |
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Principal Investigator |
丹下 慶範 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 回折・散乱推進室, 主幹研究員 (70543164)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | X線自由電子レーザー / レーザー衝撃圧縮 / 超高圧実験 / 高圧相転移 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
X線自由電子レーザーの登場により、第三世代放射光と同等の高品質なX線回折データを数フェムト秒という極めて短い時間で取得することが可能になった。その結果これまで観察が困難だった、衝撃圧縮された物質内部で極短時間に生じる圧縮から破壊へといたるまでの現象を、時間を追って詳細に観察することが可能になり、研究代表者はこれまでX線自由電子レーザー施設SACLAにおいて、高強度レーザーを用いたポンププローブ測定の実験基盤整備に携わりつつ利用研究を進めてきた。令和元年度は、平成30年度までに理化学研究所放射光科学研究センターならびに高輝度光科学研究センターによって開発、導入された新規ポンププローブ実験用真空ターゲットチャンバー、大阪大学レーザー科学研究所によって高エネルギー化、ロングパルス化が実現された高強度レーザーを用い、引き続きレーザー衝撃圧縮ポンププローブ実験を行った。実験試料にはこれまで測定を行ってきた酸化アルミニウムおよび酸化マグネシウムの多結晶体を用い、衝撃圧縮下で衝撃波の伝播にともない試料内部に生じる差応力状態のより精密な時間発展を計測するとともに、数百万気圧という超高圧力下で起きることが予想される構造相転移の直接的なその場観察を試みた。その結果、ひずみ速度やピーク温度圧力、高圧相転発生の有無により、試料内部の差応力状態とその時間発展に差異が生じる様子が確認された。また酸化マグネシウム多結晶体試料では、昨年度までに観察されていた、600万気圧程度の高圧力下で起きる融解に至るまでの低圧の実験において、一気圧で安定な塩化ナトリウム型構造から塩化セシウム型構造への構造相転移を示唆するデータの収集に成功した。
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Research Products
(30 results)
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[Presentation] ナノ多結晶ダイヤモンドのレーザー衝撃圧縮2019
Author(s)
片桐健登, 尾崎典雅, DRESSELHAUS-COOPER Leora, EGGERT Jon, 犬伏雄一, 松岡健之, 宮西宏併, 森岡信太郎, 西山宣正, 関根利守, 瀬戸雄介, 丹下慶範, 入舩徹男, 富樫格, 梅田悠平, 矢橋牧名, 籔内俊毅, 兒玉了祐
Organizer
第60回高圧討論会
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[Presentation] XFELを用いた衝撃誘起ナノ多結晶化プロセスの直接観察と展開2019
Author(s)
中島彰吾, 丹下慶範, ALBERTAZZI Bruno, FAENOV Anatoly, HARTLEY Nicholas, 犬伏雄一, 片桐健登, 兒玉了祐, KOENIG Michel, 松岡健之, 松山智至, 宮西宏併, 奥地拓生, PIKUZ Tatiana, 坂田修身, 佐藤友子, 関根利守, 瀬戸雄介, 田中和夫, 冨樫格, 矢橋牧名, 籔内俊毅, 山内和人, 尾崎典雅
Organizer
第60回高圧討論会
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[Presentation] Shock-compressed behavior of quartz by XFEL2019
Author(s)
佐藤友子, 丹下慶範, 瀬戸雄介, 関根利守, 尾崎典雅, 西川豊人, 宮西宏併, 松岡健之, 兒玉了祐, 富樫格, 犬伏雄一, 籔内俊毅, 矢橋牧名
Organizer
日本地球惑星科学連合 2019年大会
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