2010 Fiscal Year Annual Research Report
Fe系物質の超高圧下での挙動と最下部マントル～内核の物質科学
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20001005
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
入舩 徹男 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (80193704)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土屋 卓久 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (70403863)
西山 宣正 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 准教授 (10452682)
大藤 弘明 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 助教 (80403864)
丹下 慶範 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 助教 (70543164)
桑山 靖弘 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 助教 (00554015)
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| Keywords | 固体地球物理学 / 超高圧実験 / 地球・惑星内部 / 第一原理計算 / マントル・核 |
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| Research Abstract |
代表者らが開発した超高硬度ナノ多結晶ダイヤモンド(NPD)の大型化に関しては、目標どおり地直径・長さともに1cmの試料の合成に成功した。一方で、ルーチン的な合成が可能な6.5mmサイズのNPDの合成を数十個単位でおこない、ダイヤモンドアンビル装置(DAC)への応用をおこなうとともに、マルチアンビル装置(甑)への応用を目指した装置開発をおこなった。DACへの応用に関しては、400GPaを狙うのは現状のNPDは困難であることが明らかになった。一方でMAなどの大容量装置への応用に関しては、非常に有用であることがわかり、今後大容量装置におけるより高い圧力発生と精密測定を目指したNPDの応用に焦点を当てる予定である。一方、焼結ダイヤモンド(SD)を用いた下部マントル物質の研究では、50GPa領域で様々なFe含有量のかんらん石を出発物質として用い、高圧相間のFe分配の精密決定がなされた。この結果、2つの高圧相の1つであるフェロペリクレスにおける、2価Feのスピン転移に関連した新たな結果が得られた。また、DACを用いた中心核領域の圧力温度発生とFeの結晶構造に関しては、最初の報告は東工大のグループに一歩先んじられたが、より詳細な実験とともに、第一原理計算を併用した安定性の検討も含め、より確固とした新たな成果をあげた。更に、第一原理計算とDAC実験の組み合わせにより、新高圧相の探査においても重要な成果を得た。下部マントル領域における弾性波速度測定に関しても、測定技術は確立され、SiO_2の高圧型であるスティショバイト焼結体を試料とした高温高圧条件下での測定がなされた。尚、このスティショバイト焼結体は、非常に硬度が高いとともに靭性も大きいことがわかり,、新たな超硬材料として興味深い物質であることが分かった。
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