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X線異常散乱法を用いた、Al-Ni-Co系準結晶および近似結晶の精密構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 12450257
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 金属物性
研究機関東京大学

研究代表者

杉山 和正  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (40196762)

研究分担者 平賀 賢二 (平賀 けん二)  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30005912)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
13,900千円 (直接経費: 13,900千円)
2001年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2000年度: 11,600千円 (直接経費: 11,600千円)
キーワードquasicrystal / X-ray diffraction / decagonal phase / approximant / anomalous scatlering / Al-Ni-Co alloy / anomalous scattering
研究概要

準結晶は、これまでの結晶学の常識を覆す新しい規則性を有する金属物質として、数多くの固体物理学者の注目を集めてきた。これまでの系統的な構造研究によって、たとえば正10角形準結晶は、5回対称原子カラムを基本構造とすることが解明されているが、主としてカラム内の遷移金属の分布に関する基礎的情報が欠如していることに起因し、特異な電気的特性の発現メカニズムに関する議論は不充分である。本研究グループはこの現状を打破するため、たとえ近接する原子番号を有する遷移元素が共存する場合でも、的確に構造的な情報を分別できるX線異常散乱法を駆使して、原子カラム内の遷移元素の分布決定を行うことを目的とした。
平成12年度は、補助金にてイメージングプレート搭載異常散乱装置を開発導入し、本装置の基本性能および解析ソフトウェアの整備を中心に研究を遂行した。特に、本解析装置は異常分散効果を効率的に利用する目的のため、市販の装置に比べて低エネルギー側の分光特性に改良を重ねた。平成12年度に達成できた研究成果の中では、本装置および放射光源を併用しAl-Fe-Cu系5回対称カラム内の遷移元素の分布の解析結果は特筆に価する。X線異常散乱の実験によって解明できた、CuがAl席の一部を置換する実験事実は、これまで推定されてきた,遷移元素およびCuは類似の挙動をするとの仮説を覆す新しい発見である。また、本プロジェクトによって開発できたX線異常散乱法を用いて特定元素の分布の2次元イメージングは、"恐らく"世界ではじめての成功例であり、今後その益々の発展が期待できる。平成13年度は、本研究で開発した解析システムを駆使して研究主眼のAl-Ni-Co系合金構造の系統的解析を行った。その研究成果の中で、Al-Ni-Co系W相の構造解析に成功し準結晶基本構造ユニットを決定した研究は、準結晶の国際会議に招待講演を依頼されるなど国際的に大変高い評価を得ることができた。また、本研究の知的基盤となっている巨大な正20面体原子クラスターを有する金属結晶群の研究に関しても、2/1-AlMgZn近似結晶の解明など数多くの成果をあげ、アジア地区準結晶ワークショップに研究成果報告依頼講演を受けた。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 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] K.Hiraga, T.Ohsuna, W.Sun, K.Sugiyama: "Structural Characterization of Al-Co-Ni decagonal Quasicrystals and Crystalline Approximants"Mater. Trans. JIM. 42・11. 2354-2367 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sugiyama, W.Sun, K.Hiraga: "Crystal Structure of a Cubic Al_<17>Zn_<37>Mg_<46>; a 2/1 Rational Approximant structure for the Al-Zn-Mg Icosahedral Phase"J. Alloy. Comp. (in press). (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Genba, K.Sugiyama, K.Hiraga, Y.Yokoyana: "Crystalline Structure of a Cu-substituted -A_<13>Fe_4 Phase by means of the Anomalous X-ray Scattering"J. Alloy. Comp. (in press). (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sugiyama, S.Nishimura, K.Hiraga: "The Structure of a W-(AlCoNi) Crystalline Phase related to AlCoNi Decagonal Quasicrystals"J. Alloy. Comp. (in press). (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sugiyama, H.Saito, K.Hiraga: "On the Crystal Structure of the Al-Cr-Cu Alloy System"J. Alloy. Comp. (in press). (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hiraga, J.Ohswa, W.Sun, K.Sugiyama: "The Structural of Characteristics of Al-Co-Ni Decagonal Quasicrystals and Crystalline Approximants"J. Alloy. Comp. (in press). (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hiraga, T. Ohsuna, W. Sun and K. Sugiyama: "Structural Characterization of Al-Co-Ni Decagonal Quasicrystals and Crystalline Approximants"Mater. Trans.. 42(11). 2354-2367 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Sugiyama, W. Sun and K. Hiraga: "Crystal Structure of aCubic Al_<17>Zn_<87>Mg_<46>, a 2/1 Rational Approximant Structure for the Al-Zn-Mg Icosahedral Phase"J. Alloy. Comp.. (in press). (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Genba, K. Sugiyama, K. Hiraga and Y. Yokoyama: "Crystalline Structure of a Cu-substituted λAl_<18>Ke_4 Phase by means of the Anomalous X-ray Scattering"J. Alloy. Comp.. (in press). (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Sugiyama, S. Nishimura and K. Hiraga: "Structure of a W-(AlCoNi) Crystalline Phase related to Al-Co-Ni Decagonal Quasicrystals, studied by Single Crystal X-ray diffraction"J. Alloy. Comp. (in press). (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Sugiyama, H. Saito and K. Hiraga: "On the Crystal Structure of the Al-Cu-Cr Alloy System"J. Alloy. Comp.. (in press). (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hiraga, T. Ohsuna, W. Sun and K. Sugiyama: "The Structural Characteristics of Al-Co-Ni Decagonal Quasicrystal and Crystalline Approximants"J. Alloy. Comp.. (in press).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hiraga, T.Ohsuna, W.Sun, K.Sugiyama: "Structural Characterization of Al-Co-Ni decagonal Quasicrystals and Crystalline Approximants"Mater. Trans. JIM. 42・11. 2354-2367 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Sugiyama, W.Sun, K.Hiraga: "Crystal Structure of a Cubic Al_<17>Zn_<37>Mg_<46>: a 2/1 Rational Approximant Structure for the Al-Zn-Mg Icosahedral Phase"J. Alloy. Comp. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Genba, K.Sugiyama, K.Hiraga, Y.Yokoyama: "Crystalline Structure of a Cu-sbstituted x Al_<13>Fe_4 Phase by means of the Anomalous X-ray Scattering"J. Alloy. Comp. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Sugiyama, S.Nishimura, K.HIraga: "The Structure of a W-(AlCoNi) Crystalline Phase related to AlCoNi Decagonal Quasicrystals"J. Alloy. Comp. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Sugiyama, H.Saito, K.Hiraga: "On the Crystal Structure of Al-Cr-Ca Allay System"J. Alloy. Comp. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hiraga, T.Ohsuna, W.Sun, K.Sugiyama: "The Structural of haracteristics of Al-Co-Ni Decagonal Quasicrystals and Crystalline Approximants"J. Alloy. Comp. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Suqiyama,K.Hiraga & K.Saito: "Cubic approximants in the Al-Pd-Fe and Al-Pd-Ru systems"Mat.Sci.Engin.. 294/296. 345-347 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Saito,K.Sugiyama & H.Hiraga: "Al_<13>M_4-Type structures and atomic models of their twins"Mat.Sci.Engin.. 294/296. 279-282 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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