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数十ギガパスカル領域の超高圧高温下での新しい準結晶の探索と構造・電子物性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17360308
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
研究機関名古屋大学 (2007)
東北大学 (2005-2006)

研究代表者

長谷川 正  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20218457)

研究分担者 八木 健彦  東京大学, 物性研究所, 教授 (20126189)
大砂 哲  早稲田大学, 理工学術院, 客員教授 (60271962)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
16,360千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 1,260千円)
2007年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2006年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
2005年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
キーワード準結晶・近似結晶 / 複雑構造物質 / 超高圧高温 / 相転移 / 相安定性 / 原子配列 / 電子物性 / ダイアモンドアンビルセル / ダイアモンドアンビルセル(DAC)
研究概要

本研究では,超高圧高温発生システムとしてダイアモンドアンビルセルとレーザー加熱を組み合わせたシステム(LASER-DACシステム)を用いた.まずこれまで使用してきたLASER-DACシステムを改良した.さらに,従来のLASER-DACシステムでは赤外レーザーとしてYAGあるいはYLFレーザーを用いてきたが,本研究ではこれらのレーザーとほぼ同じ波長でありながら機動性に勝り,より新準結晶探索に適しているファイバーレーザーを用いたLASER-DACシステムを開発することに成功し,このシステムの合成プロセス特性を調べた.さらに,放射光施設に設置されているYAG-LASER-DACにファイバーレーザーを組み込み,ファイバーLASER-DACを用いた超高圧高温放射光X線回折システムを構築し,その場測定に成功した.
超高圧高温でしい準結晶を探索するには高価な宝石用の天然ダイアモンドアンビルは不利となるため,最近開発されたナノ多結晶ダイアモンドアンビルを用いて超高圧高温試料作製を試みた.その結果,従来のYAG-LASER-DACよりも,上述で新しく開発したファイバーLASER-DACのほうが十分な加熱には適していることが明かとなった.しかしながら,超高圧下でのその場X線回折実験の結果,アンビルであるダイアモンドからの回折ピークが非常に強いという問題点も明らかになった.
開発したファイバーLASER-DAC超高圧高温発生装置システムを用いて,新しい準結晶と関連物質の作製を試みた.新しい構造を有した物質が創製された可能性がある結果を得たが,現在のところ粉末X線回折測定および透過型電子顕微鏡観察で相を同定するには至っていない.準結晶関連物質の相安定性をクラスターレベルで解明し,新しい準結晶を創製するための知見を得た.さらに,準結晶及び複雑構造物質の放射光高圧その場高精度粉末X線回折測定によって,高圧下での相安定性と圧縮特性および構造の高圧誘起欠陥について解析・解明した.

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (21件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Compression behaviour and pressure-induced strain of icosahedral Zn-Mg-Y quasicrystal2007

    • 著者名/発表者名
      M. Hasegawa
    • 雑誌名

      J. Phys 92

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Compression behaviour and pressure-induced strain of icosahedral Zn-Mg-Y quasicrystal2007

    • 著者名/発表者名
      M. Hasegawa, A.P.Tsai, T. Yagi
    • 雑誌名

      J. Phys 92

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Compression behaviour and pressure-induced strain of icosahedral Zn-Mg-Yquasicrystal2007

    • 著者名/発表者名
      M. Hasegawa
    • 雑誌名

      J. Phys. 92

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-pressure behavior of a SiO_2 clathrate observed by usig various pressure media2007

    • 著者名/発表者名
      T. Yagi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. 75

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local atomic arrangements and electronic structure of the Zr-Ni-Al bulkmetallic glass."Analysis by use of the relevant crystals"2007

    • 著者名/発表者名
      T. Takeuchi
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Eng. A 449

      ページ: 599-604

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-pressure silica-Densification in two steps2006

    • 著者名/発表者名
      T. Yagi
    • 雑誌名

      Nature Mater. 5

      ページ: 935-936

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of lattice preferred orientation on lattice strains in polycrystalline materials deformed under high pressure2006

    • 著者名/発表者名
      S. Merkel
    • 雑誌名

      J. Physics Chemistry Solids 67

      ページ: 2119-2131

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-pressure silica - Densification in two steps2006

    • 著者名/発表者名
      T. Yagi
    • 雑誌名

      Nature Mater 5

      ページ: 935-936

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of lattice preferred orientation on lattice strains in polycrystalline materials deformed under high pressure2006

    • 著者名/発表者名
      S. Merkel, T. Yagi
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Solids 67

      ページ: 2119-2131

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Internal friction and mechanical strength of hydrogenated Ti-rich multicomponent glassy alloys2006

    • 著者名/発表者名
      M.Hasegawa
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials 319

      ページ: 139-144

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation and mechanical properties of dispersed-ZrN glassy composite alloys containing pores2006

    • 著者名/発表者名
      M.Hasegawa
    • 雑誌名

      Acta Materialia 54

      ページ: 3221-3226

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydrogen-induced internal friction of Ti-rich multicomponent glassy alloys2006

    • 著者名/発表者名
      M.Hasegawa
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Eng. A 442

      ページ: 106-108

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] High-pressure silica - Densification in two steps2006

    • 著者名/発表者名
      T.Yagi
    • 雑誌名

      Nature Materials 5

      ページ: 935-936

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of lattice preferred orientation on lattice strains in polycrystalline materials deformed under high pressure : Application to hcp-Co2006

    • 著者名/発表者名
      S.Merkel
    • 雑誌名

      J. Physics And Chemistry Of Solids 67

      ページ: 2119-2131

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Lattice preferred orientation and stress in polycrystalline hcp-Co plastically deformed under high pressure2006

    • 著者名/発表者名
      S.Merkel
    • 雑誌名

      J. Applied Physics 100

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis and magnetic and electronic properties of metastable non-stoichiometric ThCr_2Si_2-type ternary Ce-Ni-Ge compound2005

    • 著者名/発表者名
      M.Hasegawa
    • 雑誌名

      J.Phys.Cond.Matter 17

      ページ: 7177-7184

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of Pd addition on stability and hydrogen-induced internal friction of Ti_<34>Zr_<11>Cu_<47>Ni_8 glassy alloys2005

    • 著者名/発表者名
      M.Hasegawa
    • 雑誌名

      Acta Materialia 53

      ページ: 5297-5304

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Amorphous phase formation, crystallization process and metastable phase of La_5M_<35>Ge_<60> (M=Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Pd) ternary alloys2005

    • 著者名/発表者名
      M.Hasegawa
    • 雑誌名

      J.Alloys and Compnd. 397

      ページ: 149-154

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] レーザー加熱とDACの組み合わせを用いた新物質の探索2005

    • 著者名/発表者名
      八木 健彦
    • 雑誌名

      日本物理学会講演概要集 60

      ページ: 643-643

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Amorphization and decomposition of scandium molybdate at high pressure2005

    • 著者名/発表者名
      A.K.Arora
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. 97

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] X-ray transparent gasket for diamond anvil cell high pressure experiments2005

    • 著者名/発表者名
      S.Merkel
    • 雑誌名

      Rev.Sci.Instruments 76

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] Pressure stability, compression behavior and pressure-induced disorder of quasicrystals2007

    • 著者名/発表者名
      M. Hasegawa
    • 学会等名
      12th Intemational Conference on Phonon Scattering in Condensed Matter
    • 発表場所
      Paris
    • 年月日
      2007-07-19
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Compression behaviour and pressure-induced strain of icosahedral.Zn-Mg-Y quasicrystal2007

    • 著者名/発表者名
      M. Hasegawa, A.P. Tsai, T. Yagi
    • 学会等名
      12th International Conference on Phonon Scattering in Condensed Matter
    • 発表場所
      Faris
    • 年月日
      2007-07-19
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Compression behaviour and pressure-induced strain of icosahedral Zn-Mg-Yquasicrystal2007

    • 著者名/発表者名
      M. Hasegawa
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Phonon Scattering in Condensed Matter
    • 発表場所
      Paris
    • 年月日
      2007-07-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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