2019 Fiscal Year Annual Research Report
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18H01714
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
正井 博和 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (10451543)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ガラス / 弾性特性 / 構造 / 空隙 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、種々の酸化物ガラスを対象として、詳細な構造解析と物性評価をおこなうことにより、酸化物ガラスの弾性特性とネットワーク構造の相関を明らかにし、構造に基づいた酸化物ガラスの弾性特性の体系化を確立することを目的とする。研究のアプローチとしては、従来行われている短距離の構造解析に加えて、放射光・中性子を用いた構造解析や非弾性光散乱を用いて、やや長い距離（中距離）レンジの構造を定量的に評価し、得られた詳細な電子状態・構造評価に基づきガラスネットワークの３次元化を試みる。また、理論的解析と実験的結果を融合させ、酸化物ガラスの弾性特性に影響を与える構造因子の抽出を試みる。
2019年度は、酸化物ガラスにおける空隙に注目して、構造解析、物性評価を行うスキームの確立を目指した。具体的には、溶融急冷法で作製した酸化物ガラスにおいて弾性特性測定によって得られた物性データと、熱物性、光学特性などの複数の物性値を数値的に関連づける取り組みをおこなった。この手法としては、数学的解析の1つである主成分分析を用いた評価法を提案している。一方で、研究協力者と高エネルギーX線回折、中性子回折などの量子ビームを用いた回折実験を実施し、得られたデータを用いて、種々の酸化物ガラスにおける構造モデリングをおこなった。また、前年度導入した陽電子寿命測定装置を用いて、複数のガラスにおける空隙を評価した。その結果、空隙を算出するオルソポジトロニウムの生成がガラス系によって大きく変化することを見出した。一方、上記の構造モデリングより求めた空隙と陽電子消滅実験より求めた空隙との相関を議論した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
陽電子寿命測定装置を使用して得られたガラス中の空隙データと、種々の物性データとの相関を議論するスキームを確立したため、このスキームを使って、多種のガラスの分類を行うことができることが、今後にとって重要な進展である。また、他の研究者と協力して、複数のガラスにおける構造解析を実施したことも進捗としてあげられる。ガラスの空隙というアプローチから弾性特性を議論できるという観点で、複数の論文を執筆中であり、その点でも最終年度に向けて、研究の基盤が整ったと考えてる。
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| Strategy for Future Research Activity |
ガラスの弾性特性と物性との相関を数値的に議論する研究スキームが確立したため、最終年度は、酸化物ガラスをはじめとした多種多様なガラス材料に適応して、その体系化を進めたい。また、陽電子消滅実験の解析（オルソポジトロニウムの生成・消滅）からガラスの分類ができないか試みたいと考えている。
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