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セレンの液体・気体臨界点近傍における半導体ー金属転移と鎖構造の変化

研究課題

研究課題/領域番号 02452042
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 固体物性
研究機関広島大学

研究代表者

田村 剛三郎  広島大学, 総合科学部, 教授 (30155262)

研究分担者 渡部 三雄  広島大学, 総合科学部, 教授 (20004286)
細川 伸也  広島大学, 総合科学部, 助手 (30183601)
研究期間 (年度) 1990 – 1991
研究課題ステータス 完了 (1991年度)
配分額 *注記
6,900千円 (直接経費: 6,900千円)
1991年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1990年度: 6,100千円 (直接経費: 6,100千円)
キーワード液体半導体 / 金属ー非金属転移 / 液体・気体臨界点 / 高温高圧 / X線回折 / セレン / 低密度金属 / 流体セレン / 半導体ー金属転移 / X線回析
研究概要

セレンの液体・気体臨界点(臨界温度圧力;1590℃,380bar)近傍で起る半導体ー金属転移のメカニズムを明らかにするため,1500℃,815barまでの超臨界領域に至る広い温度圧力範囲でX線回折測定走を行った。このため我々は,独自の高圧容器およびサファイア製の試料容器を開発し,これらとエネルギ-分散型のX線回折測定法を組み合わせることにより,これまで測定が不可能であった超臨界領域でのセレン原子配列に関する知見を得ることに初めて成功した。
流体セレンの干渉関数および二体分布関数を温度,圧力の関数として得,これを解析することにより,原子配列に関する主要なパラメ-タである最近接原子間距離および配位数の温度圧力変化を知ることができた。その結果,光学ギャップが閉じ金属化が相当に進んだ領域においても,依然として二配位構造が保たれていることが判明した。このことは,これまでの転移のメカニズムに対する考え方,すなわれ,半導体ー金属転移が二配位から三配位構造への構造変化によって起るという従来の考え方に修正を迫るものである。我々の得た実験結果を基本に据えることによって,セレンの臨界点近傍で起る半導体ー金属転移は,平面ジグザグ構造をもつ短い鎖状クラスタ-が出現することによって生じた可能性が高いことが示唆される。
さらに,我々が開発したX線回折の手法は,臨界温度,圧力が非常に高いため測定が不可能とされここ約20年間未解決のままであった流体水銀の構造解析に適用することができ,密度を13.55から6.8g/cm^3まで体積にして約2倍に膨張させた流体水銀の構造を世界で初めて明らかにすることができた。

報告書

(3件)
  • 1991 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1990 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] K.Tamura: "Semiconductor-metal transition in fluid selenium near the critical point" J.Non-cryst.Solids. 117. 450-459 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田村 剛三郎: "セレンの液体・気体超臨界領域での半導体ー金属転移" 固体物理. 26. 20-30 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田村 剛三郎: "金属ー非金属転移をおこす超臨界流体の構造解析" 日本結晶学会誌. 33. 217-223 (1991)

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  • [文献書誌] S.Hosokawa: "X-ray diffraction measurements for expanded fluid mercury in the metallic region" J.Physico:Condensed Matter. 3. 4443-4457 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tamura: "X-ray diffraction measurements for expanded fluid mercury arround the metal-nonmetal transition region" J.Physigue IV-Collogue C5. 1. 39-44 (1991)

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  • [文献書誌] 細川 伸也: "金属ー非金属転移をおこす低密度水銀の原子配列ーエネルギ-分散法によるX線回折測定ー" 広島大学総合科学部紀要IV. 17. 1-34 (1992)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tamura: "X-ray diffraction measurements for expanded fluid mercury up to the supercritical region" J.Non-cryst.So lids.

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tamura: "X-ray diffraction measurements for expanded fluid selemium up to the supercritical region" Ber.Bunsenges.Phys.Chem.

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Tamura: "Semiconductor-metal transition in fluid selenium near the critical point." J. Non-cryst. Solids. 117/118. 450-459 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Tamura: "Semiconductor-metal transition in fluid selenium near the critical point." Solid State Physics. 26. 20-30 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Tamura: "Structural studies on the metal-nonmetal transition in expanded fluid." J. Crystallographyic Soc. Jpn. 33. 217-223 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Hosokawa: "X-ray diffraction measurements for expanded fluid mercury in the metallic region." J. Physics : Condensed Matter. 3. 4443-4457 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Tamura: "X-ray diffraction measurements for expanded fluid mercury around the metal-nonmetal transition region." J. Physique IV-Colloque C5. 1. 39-44 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Hosokawa: "Structural studies on the metal-nonmetal transition in expanded mercury - X-ray diffraction measurements by the energy-diffraction method -." Mem. Fac. Integrated Art. and Sci., Hiroshima Univ., Ser. IV. 17. 1-34 (1992)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Tamura: "X-ray diffraction measurements for expanded fluid mercury up to the supercritical region." J. Non-cryst. Solids.

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  • [文献書誌] K. Tamura: "X-ray diffraction measurements for expanded fluid selenium up to the supercritical region." Ber. Bunsenges. Phys. Chem.

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tamura: "Semiconductorーmetal transition in fluid selenium near the critical point" J.Nonーcryst.Solids. 117. 450-459 (1990)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 田村 剛三郎: "セレンの液体・気体超臨界領域での半導体ー金属転移" 固体物理. 26. 20-30 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 田村 剛三郎: "金属ー非金属転移をおこす超臨界流体の構造解析" 日本結晶学会誌. 33. 217-223 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hosokawa: "Xーray diffraction measurements for expanded fluid mercury in the metallic region" J.Physics:Condensed Matter. 3. 4443-4457 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tamura: "Xーray diffraction measurements for expanded fluid mercury arround the metalーnonmetal transition region" J.Physique IVーColloque C5. 1. 39-44 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 細川 伸也: "金属ー非金属転移をおこす低密度水銀の原子配列ーエネルギ-分散法によるX線回折測定ー" 広島大学総合科学部紀要IV. 17. 1-34 (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tamura: "Xーray diffraction measurements for expanded fluid mercury up to the supercritical region" J.Nonーcryst.Solids.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tamura: "Xーray diffraction measurements for Oxpanded fluid selenium up to the supercritical region" Ber.Bunsenges.Phys.Chem.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tamura: "SemiconductorーMetal Transition in Fluid Selenium near the Critical Point" J.Noncryst.Solids.117ー118. 450 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 田村 剛三郎: "セレンの液体・気体超臨界領域での半導体ー金属転移" 固体物理. 26. 20-30 (1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hosokawa: "Xーray Diffraction Measurements for Expanded Liquid Mercurg in the Metallic Region" to be published in J.Phys.:Condens.Matter.

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      1990 実績報告書

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公開日: 1990-04-01   更新日: 2016-04-21  

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