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マルチメガバールの発生と地球核の超高圧物質科学

研究課題

研究課題/領域番号 12126204
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関姫路工業大学

研究代表者

川村 春樹  姫路工業大学, 大学院・理学研究科, 教授 (00192005)

研究分担者 竹村 謙一  独立行政法人 物資・材料研究機構, 物質研究所, 主席研究員
小林 本忠  姫路工業大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (90195818)
赤浜 裕一  姫路工業大学, 大学院・理学研究科, 助手 (90202522)
藤野 清志  北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40116968)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
43,900千円 (直接経費: 43,900千円)
2002年度: 9,200千円 (直接経費: 9,200千円)
2001年度: 34,700千円 (直接経費: 34,700千円)
キーワード超高圧力 / X線回折 / 状態方程式 / 重水素 / ダイヤモンド / ラマン散乱 / X線回析 / 超高圧 / 重金属 / 酸素 / 粉末X線回折
研究概要

1固体水素及び金属水素化物の相蘇移の研究
固体水素/重水素は超高圧下で三つの相の存在が分光実験から指摘されている。I相は分子が自由に回転している配向無秩序相であり(hcp構造)、II相を経てIII相で秩序相になるものと考えられている。I・II相転移境界は著しい同位体効果を示し、重水素では低圧側にシフトし、液体ヘリウム温度域では28GPaが相境界となる。15Kで57GPaまでのX線回折実験を行い、II相の基本格子がhcpであることを明らかにすると共に、15Kでの状態方程式を決定した。体積弾性率は0.386GPaであり、その一次微係数は6.43であった。金属水素化物、ReH_xとMgH_2の高圧下の構造も明らかにした。レニウム金属(hcp構造)は高圧下で水素原子をhcp格子の8面体空隙に取り込み、ReH_xとなるが、10万気圧以上の圧力下ではx=0.35と一定となる。その時、水素原子は8面体空隙を無秩序に占めるのではなく、レニウム金属層の一層おきに入り込み、anti-CdI_2構造をとることを明らかにした。
2メガバール領域での圧力決定法の開発
圧力発生にダイヤモンドアンビルを用いる場合、試料と共に封じ込んだルビーの蛍光線の波長シフト(ルビー蛍光法)から圧力を決定する方法が一般的である。しかし、100万気圧を越える圧力下では蛍光線の強度が著しく減少するため、金や白金の状態方程式から圧力を決めている。この方法では金属の体積を測定しなければないが、超高圧下では試料が極微量のため、放射光を利用することなく体積を決定することはできない。実験室でこのような超高圧力を簡便に決定する方法が望まれているが、アンビルであるダイヤモンドのラマン線の圧力シフトを利用することで200万気圧下でも5%以内の誤差で圧力が決定できることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2003 研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (64件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (64件)

  • [文献書誌] Kawamura, H.: "Hydrogen ordering in rhenium hydride : anti-CdI_2 type structure of ReH_<0.36>"Solid State Commun.. 130. 59-62 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akahama, Y.: "A comparison of volume compression of silver and gold up to 150 GPa"J.Appl.Phys.. 95. 4767-4771 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kawamura, H: "Bulk modulus of solid deuterium at 15 K."Chem.Phys.Lett. 372. 373-376 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujino, K.: "Structural change of minerals.32, 147-151."Japanese Magazine of Mineralogical and Petrological Sciences. 32. 147-151 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akahama, Y.: "Equation of state of bismuth to 220 GPa and comparison of gold and platinum pressure scales to 145 GPa."J.Appl.Phys.. 92. 5892-5897 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Uemura, E.: "Structural studies of β-O_2 under preessure."J.Physics : Condens.Matt.. 14. 10423-10428 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akahama, Y: "The equation of state of Bi and cross-checking of Au and Pt scales to megabar pressure."J.Physics Condens.Matt.. 14. 11495-11500 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akahama, Y: "A new distorted body-centered cubic phase of titanium (δ-Ti) at pressure up to 220 GPa."Physics : Condens.Matt.. 14. 10583-10588 (2002)

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  • [文献書誌] Kwamura, H.: "X-ray powder diffraction from solid deuterium."J.Physics : Condens.Matt.. 14. 10407-10410 (2002)

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  • [文献書誌] Shindo, D.: "Phase transition of solid CF_4 at high pressures."J.Physics.Condens.Matt.. 14. 10653-10656 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Umemoto, S: "X-ray diffraction measurements for solid methane at high pressures"J.Physics.Condens.Matt.. 14. 10675-10678 (2002)

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  • [文献書誌] Akahama, Y.: "X-ray powder diffraction study of CS_2 at high pressures."J.Physics : Condens.Matt.. 14. 10457-10460 (2002)

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  • [文献書誌] 赤浜裕一: "赤浜裕一,メガバーノ領域でのPtとAu圧力スケールのクロスチェックとBiの状態方程式"高圧力の科学と技術. 12. 63-68 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomioka, N.: "Microstructures and structural phase transition in (Mg, Fe) SiO_3 majorite, Eur."Eur.J.Mineral.. 14. 7-14 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jiang, D.: "High temperature X-ray diffraction study of enstatite up to the melting point."Journal of Mineralogical and Petrological Sciences. 97. 20-31 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akahama, Y: "Structural phase transition of solid oxygen at low temperature and high pressure"Phys.Rev.. 64. 054105/1-054105/6 (2001)

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  • [文献書誌] Akahama, Y.: "X-ray powder diffraction from solid deuterium."Solid Stat Commun.. 119. 29-32 (2001)

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  • [文献書誌] Akahama, Y.: "New δ(Distorted-bcc) Titanium to 220GPa"Phys.Rev.. 87. 275503-1-275503-4 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Funamori, N.: "Mineral assemblages of basalt in the lower mantle."Geophys.Res.. 105. 26037-26043 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Oguri, K.: "Post-garnet transition in a natural pyrope : a multi-anvil study based on in situ X-ray diffraction and transmission electron microscopy."Phys.Earth Planet.Int.. 122. 175-186 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujino, K.: "Analyses of Ultrahigh Pressure Materials by an Analytical Electron Microscope."The Review of High Pressure Science and Technology. 10. 312-318 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miura, H.: "Crystal structure of the Al-rich new high pressure form."Amer.Mineral.. 85. 1799-1803 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomioka, N.: "Shock-induced transition of NaAlSi3O8 feldspar into a hollandite structure in a L6 chondrite"Geophys.Res.Lett.. 27. 997-4000 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akahama, Y.: "Structural stability and equation of state of simple-hexagonal phosphorus to 280 GPa : phase transition at 262 GPa"Phys.Rev.. B61. 3139-3142 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakano, K.: "Ruby scale at low temperature calibrated by the NaCl gauge : Wavelength shift of ruby R1 fluorescence line at high pressures and low temperatures."Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 1249-1251 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akahama, Y.: "High-pressure infrared spectroscopy of solid oxygen."Phys.Rev.. B61. 8801-8805 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujino, K.: "Analysis of Ultrahigh pressures Materials by an Analytical Electron Microscopy of solid oxygen"Phys.Rev.. B61. 312-318 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kawamura, H.: "Hydrogen ordering in rhenium hydride : anti-CdI_2 type structure of ReH_<0.36>"Solid State Commun.. 130. 59-62 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akahama, Y.: "A comparison of volume compression of silver and gold up to 150 GPa."J. Appl. Phys.. 95. 4767-4771 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kawamura, H.: "Bulk modulus of solid deuterium at 15 K."Chem. Phys. Lett.. 372. 373-376 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujino, K.: "Structural change of minerals."Japanese Magazine of Mineralogical and Petrological Sciences, (Japanese with English abstract). 32. 147-151 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akahama, Y.: "Equation of state of bismuth to 220 GPa and comparison of gold and platinum pressure scales to 145 GPa"J. Appl. Phys.. 92. 5892-5897 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Uemura, E.: "Structural studies of β-O_2 under preessure."J. Physics : Condens. Matt.. 14. 10423-10428 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akahama, Y.: "The equation of state of Bi and cross-checking of Au and Pt scales to megabar pressure."J. Physics : Condens. Matt.. 14. 11495-11500 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akahama, Y.: "A new distorted body-centered cubic phase of titanium (δ-Ti) at pressure up to 220 GPa."J. Physics. Condens. Matt.. 14. 10583-10588 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kawamura, H.: "X-ray powder diffraction from solid deuterium."J. Physics : Condens. Matt.. 14. 10407-10410 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shindo, D.: "Phase transition of solid CF_4 at high pressures."J. Physics. Condens. Matt.. 14. 10653-10656 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Umemoto, S.: "X-ray diffraction measurements for solid methane at high pressures"J. Physics : Condens. Matt.. 14. 10675-10678 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akahama, Y.: "X-ray powder diffraction study of CS_2 at high pressures"J. Physics : Condens. Matt.. 14. 10457-10460 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akahama, Y.: "Crosscheck of Pt and Au Pressure Scales and EOS of Bi to Megabar Pressures."The Review of High Pressure Science and Technology. 12. 63-68 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomioka, N.: "Microstructures and structural phase transition in (Mg, Fe) SiO_3 majorite"Eur. J. Mineral.. 14. 7-14 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jiang, D.: "High temperature X-ray diffraction study of enstatite up to the melting point."Journal of Mineralogical and Petrological Sciences. 97. 20-31 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akahama, Y.: "Structural phase transition of solid oxygen at low temperature and high pressure."Phys. Rev.. B64. 054105/1-6 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akahama, Y.: "X-ray powder diffraction from solid deuterium."Solid State Commun.. 119. 29-32 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akahama, Y.: "New δ (Distorted-bcc) Titanium to 220GPa."Phys. Rev.. 87. 275503-1-275503-4 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Funamori, N.: "Mineral assemblages of basalt in the lower mantle."J. Geophys. Res.. 105. 26037-26043 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Oguri, K.: "Post-garnet transition in a natural pyrope : a multi-anvil study based on in situ X-ray diffraction and transmission electron microscopy."Phys. Earth Planet. Int.. 122. 175-186 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujino, K.: "Analyses of Ultrahigh Pressure Materials by an Analytical Electron Microscope."The Review of High Pressure Science and Technology, (in Japanese with English abstract). 10. 312-318 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miura, H.: "Crystal structure of the Al-rich new high pressure form."Amer. Mineral.. 85. 1799-1803 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomioka, N.: "Shock-induced transition of NaAlSi_3O_8 feldspar into a hollandite structure in a L6 chondrite."Geophys. Res. Lett.. 27. 997-4000 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akahama, Y.: "Structural stability and equation of state of simple-hexagonal phosphorus to 280 GPa : phase transition at 262 GPa"Phys. Rev.. B61. 3139-3142 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakano, K.: "Ruby scale at low temperature calibrated by the NaCl gauge : Wavelength shift of ruby R1 fluorescence line at high pressures and low temperatures."Jpn. J. Appl. Phys.. 39. 1249-1251 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akahama, Y.: "High-pressure infrared spectroscopy of solid oxygen."Phys. Rev.. B61. 8801-8805 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujino, K.: "Analysis of Ultrahigh Pressure Materials by an Analytical Electron Microscope"The Review of High Pressure Science and Technology. 10. 312-318 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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  • [文献書誌] H.Kawamura, et al.: "Bulk modulus of solid deuterium at 15K"Chim.Phys.Lett.. (in press).

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Akahama, et al.: "Equation of state of bismuth to 220GPa and comparison of gold and platinum pressure scales to 145GPa"J.Appl.Phys.. 92. 5892 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] E.Uemura, et al.: "Structural studies of β-O_2 under pressure"J.Physics : Cond.Matt.. 14. 10423 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Akahama, et al.: "A New distorted body-centred cubic phase of titanium (δ-Ti) at pressure up to 220GPa"J.Physics : Cond.Matt.. 14. 10583 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] D.Shindo, et al.: "Phase transition of solid CF_4 at high pressures"J.Physics : Cond.Matt.. 14. 10653 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Umemoto, et al.: "X-ray diffraction measurements for solid methane at high pressures"J.Physics : Cond.Matt.. 14. 10675 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Akahama, H.Kawamura, et.al.: "New δ(Distorted-bcc)Titanium to 220GPa"Phys.Rev.Lett.. 87(27). 275503 1-4 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawamura, et.al.: "X-ray powder diffraction from solid deuterium"Solid State Commun.. 119. 29-32 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Akahama, et.al.: "Structural Phase Transition of Solid Oxygen at Low-Temperature and High-Pressure"Phys.Rev.B. 64. 054105 1-6 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 赤浜裕一, 他: "メガバール領域でのPtとAu圧力スケールのクロスチェックとBiの状態方程式"高圧力の科学と技術. 12(1). 63-68 (2002)

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      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2018-03-28  

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