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2010 Fiscal Year Annual Research Report

第一原理電子状態計算法を用いた含水カンラン石高圧相の構造と振動特性に関する研究

Research Project

Project/Area Number 21740380
Research InstitutionEhime University

Principal Investigator

土屋 旬  愛媛大学, 上級研究員センター, 講師 (00527608)

Keywordsマントル遷移層 / 振動特性 / 含水量 / 高圧 / 第一原理計算
Research Abstract

本研究は地球深部約410-660kmの深さに存在するマントル遷移層における主要構成鉱物であるカンラン石高圧相(β・γ相)における水素の存在状態とそれが与える分光学的特性を第一原理電子状態計算法を用いて調べることを目的としている。本研究ではまず、Tsuchiya et al.2009で報告した含水β相中の最安定構造と準安定構造での振動特性を第一原理格子動力学法を用いて調べた。その結果、含水β相の格子モード(水素の関係しない振動)の振動数は加圧に従って増加する一方、常圧におけるOHの伸縮振動は3250cm-1、3500cm-1付近でそれぞれ2つのピークが見られ、それらが高圧下で減少傾向にあることが示された。振動数の圧力依存性等も過去のRamanやIR測定結果と調和的であるが第一原理計算では振動数を過小評価(約4-9%程度)する傾向が見られた。また過去に報告された実験での高圧Raman/IR測定ではノイズが多く、OH伸縮振動ピークの形状が理論計算と一致しているか判断が難しい現状である。しかし、本研究ではこのTsuchiya et al.2009において第一原理電子状態計算によってもとめた水素安定位置が、実験で得られている主要なOH伸縮振動数を与えうると示されたことは重要な進展である。

  • Research Products

    (3 results)

All 2011 2010

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] First-principles prediction of a high-pressure hydrous phase of AlOOH2011

    • Author(s)
      J.Tsuchiya, T.Tsuchiya
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 83 Pages: 054115

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Prediction of a hexagonal SiO2 phase affecting stabilities of MgSiO3 and CaSiO3 at multimegabar pressures2011

    • Author(s)
      T.Tsuchiya, J.Tsuchiya
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America

      Volume: 108 Pages: 1252-1255

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Elasticity of serpentine : first principles investigation2010

    • Author(s)
      J.Tsuchiya, T.Tsuchiya, Y.Usui, I Katayama
    • Organizer
      The 20th general meeting of the international mineralogical association (IMA2010)
    • Place of Presentation
      Budapest, HUNGARY
    • Year and Date
      20100825-20100827

URL: 

Published: 2012-07-19  

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