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ブリルアン散乱による超高圧氷-VI, VII, VIII相の弾性的性質の研究

研究課題

研究課題/領域番号 07454062
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
研究機関岐阜大学

研究代表者

清水 宏晏  岐阜大学, 工学部, 教授 (80023258)

研究分担者 佐々木 重雄  岐阜大学, 工学部, 助教授 (30196159)
研究期間 (年度) 1995 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
1996年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1995年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
キーワード氷 / 高圧相 / ブリルアン散乱 / 音速 / 弾性定数
研究概要

H_2O氷は日常生活から宇宙の次元まで,人類にとって重要な物質である。本研究の目的は,超高圧力下における光散乱実験により,未知の弾性的性質の解明と氷のVI, VII, (VIII)相の存在域を考察しようとするものである。
我々のグループが世界に先駆けて開発した超高圧力下のブリルアン散乱スペクトロスコピーを用いて,次の事項を明らかにした。
1.室温において,氷(H_2O, D_2O)のVI相(正方晶系)の音速,屈折率,6つの弾性定数(C_<11>, C_<12>, C_<13>, C_<33>, C_<44>, C_<66>)を圧力範囲1.05【less than or equal】P【less than or equal】2.1GPaにおいて決定した:C_<11>=32.8, C_<12>=11.8, C_<13>=14.7, C_<33>=27.8, C_<44>=6.3, C_<66>=5.9GPa(圧力1.23GPaで)。この結果より,VI相のクラスレート構造の分子間力がVI相の基礎要素であることを確認した。
2.氷VII相(立方晶系)の上記の弾性的性質を初めて決定した:例えば,圧力4.7GPaでC_<11>=57, C_<12>=31, C_<44>=32GPa。これにより熱い氷と言われるVII相の超安定性を解明した。
3.上の結果より,P=2.1GPaでの氷VI→VII相の転移が弾性的性質の大きな変化を伴って起ることを明らかにした。
以上の成果は,全て世界初であり,各分野から注目された。

報告書

(3件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (20件)

  • [文献書誌] H. Shimizu et al.: "High-pressure elastic properties of the VI and VII phase of ice in dense H_2O and D_2O" Phys. Rev. B. 53. 6107-6110 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Shimizu: "Elastic properties of dense H_2O-ices studied by Brillouin spectroscopy" Physica B. 219, 220. 559-561 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Shimizu et al.: "High-pressure phase of solid hydrogen sulfide" Phys. Rev. B (Rapid). 54. R717-719 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 清水宏晏ら: "室温高圧氷の弾性的性質" 日本物理学会誌. 52. 111-114 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Shimizu et al.: "High-pressure phase transitions of solid H_2S probed by Fourier-transform infrared spectroscopy" Phys. Rev. B. 55. 5538-5541 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] SHIMIZU,H.NABETANI,T.NISHIBA,T.SASAKI,S.: "High-pressure elastic properties of the VI and VII phase of ice in dense H_2O and D_2O" Phys. Rev. B. 53(No.10). 6107-6110 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] SHIMIZU,H.: "Elastic properties of dense H_2O-ices studied by Brillouin spectroscopy" Physico, B. 219+220(No.1-4). 559-561 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] ENDO,S.HONDA,A.SASAKI,S.SHIMIZU,H.SHIMOMURA,O.KIKEGAWA,T.: "High-pressure phase of solid hydrogen sulfide" Phys. Rev. B. (Rapid) 54 (No.2). R717-719 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] SHIMIZU,H.SASAKI,S.: "Elastic properties of high-pressure ice at room temperature" J.Phys.Soc.Jpn.52(in Japanese). 111-114 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] SHIMIZU,H.USHIDA,T.SASAKI,S.SAKASHITA,M.YAMAWAKI,H.AOKI,K.: "High-pressure phase transitions of solid H_2S probed by Fourier-transform infrared spectroscopy" Phys.Rev.B. 55(No.10). 5538-5541 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Shimizu et al.: "High-pressure elastic properties of the VI and VII phase of ice in dense H_2O and D_2O" Phys.Rev.B. 53. 6107-6110 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shimizu: "Elastic properties of dense H_2O-ices studied by Brillouin spectroscopy" Physica B. 219,220. 559-561 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shimizu et al.: "High-pressure phase of solid hydrogen sulfide" Phys.Rev.B(Rapid). 54. R717-719 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 清水宏晏ら: "室温高圧氷の弾性的性質" 日本物理学会誌. 52. 111-114 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shimizu et al.: "High-pressure phase transitions of solid H_2S probed by Fourier-transform infrared spectroscopy" Phys.Rev.B. 55(3月1日号). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shimizu, et al.: "Cauchy Relation in Dense H_2O Ice VII" Phys. Rev. Lett.74. 2820-2823 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 佐々木重雄,他: "高圧氷VII相の弾性的性質" 高圧力の科学と技術. 4. 208-214 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shimizu: "High-pressure Brillouin scattering of molecular single-crystals" High Pressure Research on Solids Edited by M.Seno et al. (Elsevier Science B.V.) Current Jpn. Mater. Research. 15. 1-17 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shimizu, et al.: "High-pressure elastic properties of the VI and VII phase of ice in dense H_2O and PeO" Phys. Rev. B. 53(印刷中). 3月1日号 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shimizu: "Elastic properties of dense H_2O-ices studied by Brillouin spectroscopy" Physica B. (印刷中). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2020-05-15  

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