2014 Fiscal Year Research-status Report
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25400381
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
赤浜 裕一 兵庫県立大学, 物質理学研究科, 教授 (90202522)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 固体水素 / 高圧相 / X線構造解析 / 金属化 / ラマン散乱 / 超高圧 / 放射光 / ダイヤモンドアンビル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
固体水素III相においてはバンドオーバラップによる分子性(半)金属状態が実現すると考えられる。それゆえ，この金属化を電子論的に理解する上で，III相の結晶構造の解明は喫緊の課題となっている。本研究では，固体水素III相の構造と物性に関する知見を得る目的で，超高圧低温下でX線回折とラマン散乱実験を行った。
今年度は200GPa領域の低温粉末Ｘ線回折を収集するため、ダイヤモンドアンビルを2段ベーベル型に改良し、キュレット径を70 μmおよび80μmに狭めて2回の実験を行った。SPring-8の放射光を用い100Kの低温で、これまでに固体水素の回折データを200 GPaまで収集できた。観測された2本の回折線のd値は、我々がこれまで蓄積したd値の圧力依存性の結果と良い一致を示した。その結果、固体水素III相においては200GPaの圧力までは、水素分子の重心がhcp格子の格子点近傍にあることが明らかとなった。また、低温ラマン散乱実験ではHe-Neレーザーを励起光源とし，キュレット径20 μmのダイヤモンドアンビルを用い、水素分子のvibronとlibronモードを300 GPaまで測定し、250 GPa程で、分子の回転運動の凍結に対応するとみられるlibronモードの分裂を初めて観測し、この分裂に対応しvibronの圧力依存性にも異常を観測した。
一方、ダイヤモンドアンビルを用いた超高圧発生の技術開発を目的に、単体金属モリブデンの粉末X線回折実験を行いに410GPaの超高圧発生に成功し、bcc-Moの状態方程式を決定した。また、固体水素との比較を目的に、同じ軽元素である等核二原子分子O2とN2二元系の高圧相の構造とその物性を調べ、純粋な固体酸素では現れないカゴメ格子を組む磁気秩序相の低温高圧相図を決定した。
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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
水素は元素の中で最もX線の散乱能が低くこれまで100GPaを超える圧力でX線回折実験は困難と考えられてきた。本研究で、固体水素III 相の回折データを200GPaまで収集することができ、さらに超高圧発生の技術開発も進展したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
ダイヤモンドアンビルの加圧部分を2段ベーベル型の改良し、キュレット径を80μmに狭めることで250GPaまでのX線回折データを収集して、固体水素III 相の構造を決定する。
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Research Products
(4 results)
