2019 Fiscal Year Research-status Report
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19K04982
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
高倉 洋礼 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (30284483)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 正20面体準結晶 / 近似結晶 / 自己フラックス法 / 結晶育成 / バーグマン型 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、正20面体準結晶の単準結晶試料を育成するための条件を探索・確立し、純良な単準結晶試料を育成、そして、それらを用いた結晶構造解析により、準結晶の詳細な原子的構造を電子密度レベルで解明することを目的としている。これにより、準結晶の非周期長距離秩序形成のメカニズムと安定性の起源について、構造的知見を得るとともに、物性理解のための構造情報を提供する。特に、最近準結晶で初めて超伝導を示すことが報告されて注目を集めている、Al-Mg-Zn正20面体準結晶の完全な原子的構造の解明を目指す。準結晶の構造解析例の蓄積は、将来的な非周期結晶工学による準結晶の物性制御のための基礎を与えるものである。R1年度はAl-Mg-Zn正20面体準結晶とその近似結晶の純良単（準）結晶の育成に着手した。結晶育成法として、従来の溶融徐冷法による試料作製ではなく構成元素の組成を意図的にずらした自己フラックス法によって純良単結晶の育成を試みた。その結果、今まで正20面体準結晶の近似結晶としては報告例のない新しい近似結晶の育成に成功した。またAl-Mg-Zn正20面体準結晶と同型と考えられるバーグマン型Zn-Mg-Tm正20面体準結晶の詳細構造決定に成功した。Al-Cu-Ru,Al-Si-Ru系についても結晶成長を試み、前者については正20面体準結晶育成の詳細な条件を明らかにするとともに得られた単準結晶試料を用いて構造解析に着手した。後者においては、正20面体準結晶に関連した近似結晶、三方晶系関連結晶の単結晶育成を行った。新しい近似結晶の発見は、従来の近似結晶のタイリングモデルに一石を投じる結果であり、Al-Mg-Zn正20面体準結晶の構造を解明する上でも重要な結果であると考えられる。
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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
結晶育成法として、従来の溶融徐冷法による試料作製ではなく構成元素の組成を意図的にずらした自己フラックス法によってAl-Mg-Zn系において純良単結晶の育成に着手した。まだ、正20面体準結晶の単準結晶育成には成功していないが、今まで正20面体準結晶の近似結晶としては報告例のない新しい近似結晶の育成に成功し、単結晶X線構造解析によりその結晶構造を明らかできた。また、バーグマン型Zn-Mg-Tm正20面体準結晶の詳細構造決定に成功したことから、Al-Mg-Zn正20面体準結晶の完全な原子的構造の解明に着実に近づいている。
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| Strategy for Future Research Activity |
Al-Mg-Zn系において、R1年度発見した新しい近似結晶の形成する組成や温度の条件をより詳しく調べることにより、形成条件を確立する。大きな単結晶の育成を試み、それが得られたら、物性測定のグループに試料提供し、その構造物性を明らかにする。正20面体準結晶については引き続きその形成条件を探る。Al-Cu-Ru正20面体準結晶の構造解析の結果をまとめるとともに、この系での近似結晶の形成条件を探る。Al-Si-Ru系において近似結晶、三方晶系関連結晶のフラックス法による単結晶の育成条件を確立する。また、前者の原子的構造を明らかにし、その半導体的性質と構造の関連を探る。得られた成果をまとめ、学会・論文等で発表する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染拡大のため、予定していた学会出張がキャンセルとなり、残額の把握が難しかった。翌年度分として請求した助成金と合わせて、消耗品・旅費で使用予定である。
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