2021 Fiscal Year Annual Research 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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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 正20面体準結晶 / 近似結晶 / 結晶育成 / バーグマンクラスター |
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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した。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。
R3年度は昨年度に引き続き、Al-Mg-Zn系正20面体準結晶とその近似結晶の純良単（準）結晶の育成条件の探索に取り組んだ。特に、現在までその形成条件が不明なAl-Mg-Zn系2/1-1/1-1/1近似結晶の形成条件を探るために、出発組成と焼鈍温度を変化させることによる探索に注力した。その結果、2/1-1/1-1/1近似結晶の形成は格子定数が約27.4オングストロームの立方晶の形成と競合することが示唆される結果が得られた。また、2/1-1/1-1/1近似結晶構造はバーグマンクラスターを内包する菱形30面体クラスターのカバリング構造とみなせることが分かった。これは菱形30面体クラスターのカバリングによる正20面体準結晶の新しい構造モデルの可能性を示唆する。さらに、Mg-6Zn-3Al (wt%,ZA63)マグネシウム合金において、Mgマトリックス中に析出した正20面体準結晶相について、結晶学的な関係から、正20面体格子の3次元タイリングモデルを使って、マトリックスとの格子整合性をモデル化することに成功した。
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Research Products
(7 results)
