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量子拡散と物質波

研究課題

研究課題/領域番号 08240106
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関中央大学

研究代表者

深井 有  中央大学, 理工学部, 教授 (80055136)

研究分担者 門野 良典  物質構造科学研究所, 教授 (10194870)
山田 耕作  京都大学, 理学研究科, 教授 (90013515)
杉本 秀彦  中央大学, 理工学部, 教授 (00187668)
髭本 亘  理研, ミュオン科学研究室, 研究員
研究期間 (年度) 1996 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
96,400千円 (直接経費: 96,400千円)
1998年度: 9,100千円 (直接経費: 9,100千円)
1997年度: 13,000千円 (直接経費: 13,000千円)
1996年度: 74,300千円 (直接経費: 74,300千円)
キーワード量子拡散 / 金属中水素 / ミュオン / ミュオニウム / NMR / μSR / 拡散 / トンネル効果 / トンネリング / 金属中の水素 / 多空孔金属
研究概要

深井は金属-水素合金中での空孔-水素クラスターの多量生成現象(超多空孔生成)に関して,その生成条件,生成量,生成過程を数種類の金属を対象とする超高水素圧実験によって詳しく調べ,その結果が深井による統計熱力学的理論でよく記述できることを示した.これによって超多空孔生成は予測・制御が可能となったので,空孔にトラップされた水素原子の量子拡散を研究するのに最も適した系としてニオブ-水素合金を選定し,液体ヘリウム温度から室温までの範囲でNMR測定を行った.実験の結果,約20K以下の低温でmotional narrowingを示すプロトンの運動を見出して,これを空孔にトラップされたプロトンのcage motionによるものと同定した.現在,その量子状態とトンネル過程を引き続き研究中である.
門野は,本研究費で導入した希釈冷凍機を用いて塩化カリウム結晶中のミュオニウム原子の量子拡散に関する実験を進めて,10mK以下の温度でのμSR測定に初めて成功し,結晶中でミュオニウムが波動状態すなわちブロッホ状態になっていることを示す証拠を得た.その際には,並行して進められた近藤による理論との比較が決め手になっている.この実験は結晶中で原子が物質波状態になっていることを見出した最初の実験である.
これらの実験により,量子拡散の研究対象を広げようとする試みも,低温で波として伝播するという量子拡散の究極の形を検出しようとする試みも,ともに一定の成果を得たということができる.

報告書

(4件)
  • 1999 研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] 深井有、黒川善文、平岡寛勝: "金属-水素合金における原子空孔の多量生成とその効果"日本金属学会誌. 61・8. 663-670 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Hayashi,Y.Kurokawa,Y.Fukai: "Hydrogen-induced enhancement of interdiffusion in Cu-Ni, diffusion couples"Physical Review Letters. 80・25. 5588-5590 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sugimoto,S.Ikeda: "Proton transfer in hydrogen-bonded cristalline KH_2P0_4"Journal of Physics : Condensed Matter. 8・5. 603-618 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Kadono,R.F.Kiefl,W.A.McFarlane,S.Dunsinger: "Diffusion and localization of muonium in Na-doped KC1"Physical Review. B53・6. 3177-3182 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Kasono: "Quantum diffusion of muon and muonium in solids"Applied Magnetic Resonance. 13. 37-54 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Kadono,W.Higemoto,K.Nagamine,F.L.Pratt: "An atom in the Bloch state"Rhysical Review Letters. 83・5. 987-990 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 深井有、田中一英、内田裕久: "水素と金属"内田老鶴圃. 254 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Fukai, Y. Kurokawa, H. Hiraoka: "Superabundant vacancy formation and its consequences in metal-hydrogen alloys"Journal of Japan Institute of Metals. 61. 663-670 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E. Hayashi, Y. Kurokawa and Y. Fukai: "Hydrogen-induced enhancement of interdiffusion in Cu-Ni diffusion couples"Physical Review Letters. 80. 5588-5590 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Sugimoto, S. Ikeda: "Proton transfer in hydrogen-bonded cristalline KHィイD22ィエD2POィイD24ィエD2"Journal of Physics : Condensed Matter. 8. 603-618 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R. Kadono, R.F.Kiefl, W.A.McFarlane and S.R.Dunsiger: "Diffusion and localization of muonium in Na-doped KCl"Physical Review. B53. 3177-3182 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R. Kadono: "Quantum diffusion of muon and muonium in solids"Applied Magnetic Resonance. 13. 37-54 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R. Kadono, W. Higemoto, K. Nagamine and F.L.Pratt: "An atom in the Bloch state"Physical Review Letters. 83. 987-990 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Hayashi: "Hydrogen-induced enhancement of interdiffusion in Cu-Ni diffusion couples" Physical Review Letters. 80・25. 5588-5590 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ikeda: "Isotope effects and Fermi resonance in hydrogen bonds : A new model" Physical Review Letters. 81・24. 5449-5452 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 深井 有: "水素と金属" 内田老鶴圃, 254 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 深井有・黒川善文・平岡寛勝: "金属-水素合金における原子空孔の多量生成とその効果" 日本金属学会誌. 61・8. 603-618 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Sugimoto: "The Ubbelohde effect in hydrogen-bonded crystalline K_3H (SO_4)_2" J.Phys. : Condens. Matter. 10・6. 1237-1246 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kadono 他: "Quantum diffusion of the positive muon in superconducting Ta" Phys.Rev.Lett.79・1. 107-110 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kadono: "Quantum diffusion of muon and muonium in solids" Applied Magnetic Resonance. 13. 37-54 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Sugimoto: "Proton transfer in hydrogen-bonded cristalline KH_2PO_4" Journal of Physics : Condensed Matter. 8・5. 603-618 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kadono: "Diffusion and localization of muonium in Na-doped KC1" Physical Review. B53・6. 3177-3182 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2019-02-15  

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