2021 Fiscal Year Annual Research Report
静水圧力下における高圧氷VII相単結晶の作製とその弾性的・電気的性質の解明
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19K03698
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
佐々木 重雄 岐阜大学, 工学部, 教授 (30196159)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 氷VII相 / 高圧力 / X線回折測定 / ブリュアン散乱 / 弾性定数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，グリセロール中で氷VII相の単結晶を作製し，静水圧または準静水圧力下で，氷VII相の弾性的性質，電気伝導度，誘電率などを調べ，13 GPa付近で起こる電気伝導率の変化の発現機構解明を目的としている．本研究最終年である令和3年度は，これまでのX線回折測定の結果を踏まえて「高圧ブリュアン散乱測定と弾性的性質の解析」を行い，高圧力下における歪と弾性的性質を明らかにすることに主眼を置いた．
令和2年度に行った「X線回折測定」の結果を詳細に解析した結果，非静水圧力下の氷VII相の格子定数は，生じた圧力勾配の影響で静水圧力下の試料と比べるとばらつきが大きいことが分かった．また，一軸性圧力が印加されている場合は一軸性歪の増加に伴って格子定数が小さくなることが分かった．
この結果をもとに，「高圧ブリュアン散乱測定と弾性的性質の解析」を行った結果，一軸性圧力下の弾性定数は静水圧力下の試料に比べ5%ほど高い値を示すことが明らかになった．しかしながら，特定の弾性定数のみに明確な変化が現れることはなかった．なお，ブリュアン散乱測定によって評価した静水圧力および準静水圧力下の氷VII相の断熱体積弾性率は，X線回折測定より評価した等温体積弾性率と約15 GPaまでほぼ同じ圧力依存性を示した．高圧固体における比熱比は1と考えてよいことから，X線回折測定とブリュアン散乱測定間でよく整合した実験ができていると考えられる．
本研究課題では，静水圧力下における氷VII相単結晶の作製と弾性的性質の決定を行うことに成功したが，電気的性質については新しい知見を得ることができなかった．ただ，歪によって特定の弾性定数に変化が見られなかったことから，一軸性圧力のような非静水圧力は結晶内部の圧力を上昇させる効果はあるものの，電気的性質に大きな影響を与えてはいないと考えられる．
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