2010 Fiscal Year Annual Research Report
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22224012
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Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
兒玉 了祐 大阪大学, 工学研究科, 教授 (80211902)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐野 智一 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (30314371)
荒河 一渡 大阪大学, 超高圧電子顕微鏡センター, 准教授 (30294367)
尾崎 典雅 大阪大学, 工学研究科, 助教 (70432515)
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| Keywords | 高エネルギー密度 / パワーレーザー / 高圧物性 / 新物質材料 / 準安定相 |
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| Research Abstract |
研究の目的
高出力レーザーでテラパスカル以上の圧力を実現し、地上に存在していない高エネルギー密度状態のダイヤモンドを生成しその物性を明らかにする。さらに高エネルギー密度状態としてすでに取り出しに成功している金属シリコンをもとに、非平衡・超高圧状態で実現できる高エネルギー密度新物質準安定相の凍結機構を明らかにし、大気圧状態で安定な高エネルギー密度ダイヤモンドの可能性を探索する。
本年度(～平成23年3月31日)の成果
[高エネルギー密度物質生成実験のための整備]
・ 圧縮デバイスの整備
多重衝撃波圧縮や予備静圧縮を可能にする20J級の繰返しレーザーを整備した。
超高インピーダンス誘電材料として世界で初めてGaNの超高圧下での特性を明らかにした。
・ 診断システムの整備
既存の超高強度レーザーシステムをもとに診断用ビームラインを整備した。これと開発済みの先進ブローブ光源を用いてダイナミック診断システム構築の準備を進めた。
[高エネルギー密度物質生成実験及び解析]
・ 高エネルギー密度ダイヤモンド生成予備試験:
独自の多重衝撃波圧縮を可能にするデバイス(アンビル)を開発しダイヤモンド圧縮実験を開始した。その結果、圧力1TPa以上で温度8000K以下のBC8ダイヤモンド(スーパーダイヤモンド)相を世界で初めて実現することに成功した。
・ 金属シリコンに関する特性評価:
既存20四超高強度レーザーのパルス幅、パルスエネルギー、パルス波形、コントラスト.照射空間プロファイルなどを変化させる準備を整えた。生成された金属化シリコンの構造的な詳細を透過電子顕微鏡で明らかにした。単に圧縮過程だけでなく圧力解放、冷却過程のダイナミック診断を目的として新たにX線自由電子レーザーを用いた診断手法を考案しその準備を開始した。
電子顕微鏡による詳細な分析とX線自由電子レーザーなどを用いたその場診断をもとに原子・電子構造理論解析手法を検討し、金属シリコン凍結機構解明の準備を整えた。
・ 以上、22年度実施状況は、次年度以降の計画前倒しが可能なほど当初予定以上の成果が得られた。
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[Journal Article] Proton radiography of a shock-compressed target2010
Author(s)
A.Ravasio, L.Romagnani, S.Le Pape, A.Benuzzi-Mounaix, C.Cecchetti, D.Batani, T.Boehly, M.Borghesi, R.Dezulian, L.Gremillet, E.Henry, D.Hicks, B.Loupias, A.MacKinnon, N.Ozaki, H.S.Park, P.Patel, A.Schiavi, T.Vinci, R.Clarke, M.Notley, S.Bandyopadhyay, M.Koenig
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Journal Title
Phys.Rev.E
Volume: Vol.82, No.1
Pages: 016407_1-016407_6
Peer Reviewed
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[Journal Article] High-power laser delocalization in plasmas leading to long-range beam merging2010
Author(s)
M.Nakatsutsumi, J-R.Marques, P.Antici, N.Bourgeois, J.L.Feugeas, T.Lin, Ph.Nicolai, L.Romagnani, R.Kodama, P.Audebert, J.Fuchs
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Journal Title
Nat.Phys.
Volume: Vol.6, No.12
Pages: 1010-1016
Peer Reviewed
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[Journal Article] Laser-shock compression and Hugoniot measurements of liquid hydrogen to 55 Gpa2010
Author(s)
T.Sano, N.Ozaki, T.Sakaiya, K.Shigemori, M.ikoma, T.Kimura, K.Miyanishi, T.Endo, A.Shiroshita, H.Takahashi, T.Jitsui, Y.Hori, Y.Hironaka, A.Iwamoto, T.Kadono, M.Nakai, T.Okuchi, K.Otani, K.Shimizu, T.Kondo, R.Kodama, K.Mima
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Journal Title
Phys.Rev.B
Volume: Vol.83, No.5
Pages: 054117_1-054117_7
Peer Reviewed
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[Presentation] Off-Hugoniot measurements for diamond to TPa regime using reflected shock compression2010
Author(s)
Norimasa Ozaki, Tsutomu Mashimo, Tomoaki Kimura, Kohei Miyanishi, Takayoshi Sano, Tomokazu Sano, Tatsuya Jitsui, Tomofumi Soda, Youichi Sakawa, Ryosuke Kodama
Organizer
52nd Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
Place of Presentation
Chicago, USA
Year and Date
20101108-20101112
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[Presentation] GGGのテラパスカル領域における異常体積変化2010
Author(s)
尾崎典雅, 真下茂, 木村友亮, 宮西宏併, 遠藤恭, 實井辰也, 曽田智史, 佐野智一, 佐野孝好, 坂和洋一, M.Koenig, T.Vinci, E.Brambrink, 兒玉了祐
Organizer
日本物理学会 平成22年度 秋季大会
Place of Presentation
大阪府立大学(大阪府)
Year and Date
20100923-20100926
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