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固体酸素高圧相の結晶構造と電子構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17540338
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅱ
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

赤浜 裕一  兵庫県立大学, 大学院・物質理学研究科, 助手 (90202522)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2006年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2005年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
キーワード固体酸素 / X線構造解析 / 電子構造 / 高圧相 / 紫外分光 / 分子磁性 / 分子振動分光 / 分子クラスター / 構造解析 / 振動分光 / 高圧力 / 相転移 / 分子解離 / ラマン分光
研究概要

[1]放射光を用いたX線回折実験:SPring-8の放射光を用いて固体酸素ε相及びζ相の粉末X線回折データを収集し、リートベルト法を用いて結晶構造解析を行った。その結果ε相の構造が酸素分子4個から成るクラスター:4(O_2)から形成していることを明らかにした。また、分子の配向状態や原子間距離等の構造パラメータの圧力依存性を100GPaまで求め、4(O_2)クラスターの安定性を明らかにした。ε相における4量体クラスター構造は我々が以前に報告しているラマンや赤外吸収分光の結果を矛盾なく説明した。このクラスター(O_8)の観測はオゾン(O_3)につぐ酸素の同素体の発見と言える。クラスター内の新たな化学結合が酸素分子の磁性とも関連して注目を集めている。この成果を2006年ゴードン会議で報告しさらに記者発表した。また、酸素の高圧超臨界流体の粉末回折実験もひき続き行い、局所構造とその圧縮性に関するデータを収集でき、現在論文投稿準備中である。
[2]UVSOR吸収分光実験:分子研UVSOR光を用い、酸素の高圧凝集相の2分子吸収に注目して可視紫外領域での2分子吸収スペクトルを収集し、この吸収バンドと吸収端の圧力依存性を求め、エネルギーギャップの詳細な圧力依存性とギャップに対応する価電子帯の電子状態の帰属を明らかにした。また、4(O_2)クラスターのラマンや赤外吸収分光測定を行い、振動解析からクラスターの結合状態に関する知見を得た。これらの結果を日本物理学会の分科会で報告した。
[3]超高圧発生法の技術開発:固体酸素の200万気圧を超える超高圧下の構造研究と関連して、ダイヤモンドアンビルのラマン分光を使った圧力スケールの開発および超高圧発生法の技術開発を目的に単体標準物質である金属アルミニウム(Al)、リン(P)のX線回折実験を行い、200GPa以上の圧力下で2つの新しい高圧相を発見したほか、ダイヤモンドラマン圧力ゲージを開発し論文発表した。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (40件)

  • [雑誌論文] Incommensurate structure of phosphorus phase IV2007

    • 著者名/発表者名
      H.Fujihisa, Y.Akahama, 他7名
    • 雑誌名

      Physical Review Letters, The American Physical Society 98

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pressure-induced phase transition of BaH_2 : Post Ni_2In phase2007

    • 著者名/発表者名
      K.Kinoshita, M.Nishimura, Y.Akahama, H.Kawamura
    • 雑誌名

      Solid State Commun. 141

      ページ: 69-72

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Incommensurate structure of phosphorus phase IV2007

    • 著者名/発表者名
      H.Fujihisa, Y.Akahama, H.Kawamura, Y.Ohishi, Y.Gotoh, H.Yamawaki, M.Sakashita, S.Takeya, K.Honda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 98

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pressure-induced phase transition of BaH_2 : Post Ni_2In phase2007

    • 著者名/発表者名
      K.Kinoshita, M.Nishimura, Y.Akahama, H.Kawamura
    • 雑誌名

      Solid State Communications 141

      ページ: 69-72

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Incommensurate structure of phosphorus phase IV2007

    • 著者名/発表者名
      H.Fujihisa, Y.Akahama, 他7名
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 98

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] O_8 cluster structure of the epsilon phase of solid oxygen2006

    • 著者名/発表者名
      H.Fujihisa, Y.Akahama, 他8名
    • 雑誌名

      Physical Review Letters, The American Physical Society 97

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evidence of a fcc-hcp transition in aluminum at multimegabar pressure2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama, 他3名
    • 雑誌名

      Physical Review Letters, The American Physical Society 96

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pressure calibration of diamond anvil Raman gauge to 310 GPa2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama, H.Kawamura
    • 雑誌名

      Journal of Applied. Physics, The American Physical Society 100

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] New Helical Chain Structure for Scandium at 240 GPa2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama 他
    • 雑誌名

      Physical Review Letters, The American Physical Society 94

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 08 cluster structure of the epsilon phase of solid oxygen2006

    • 著者名/発表者名
      H.Fujihisa, Y.Akahama, H.Kawamura, Y.Ohishi, O.Shimomura, H.Yamawaki, M.Sakashita, Y.Gotoh, S.Takeya, K.Honda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 97

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evidence of a fcc-hcp transition in aluminum at multimegabar pressure2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama.M.Nishimura, K.Kinoshita, H.Kawamura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 996

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural phase transition of rutile-type MgH_2 at high pressure2006

    • 著者名/発表者名
      T.Moriwaki, Y.Akahama.H.Kawamura, S.Nakano, K.Takemura
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Japan 75

    • NAID

      110004777972

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nonhydrostatic compression of bismuth to 222 GPa : Some constraints on elasticity of the bcc-phase2006

    • 著者名/発表者名
      A.K.Singh, E.Menendez-Proupin, G.Gutierrez, Y.Akahama, H.Kawamura
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Solids 67

      ページ: 2192-2196

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pressure calibration of diamond anvil Raman gauge to 310 GPa2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama, H.Kawamura
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys. 100

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Aim at High-Pressure Science and Technology in the Multimegabar Pressures Range2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama
    • 雑誌名

      高圧の科学と技術 Vol.16, No.

    • NAID

      10017568834

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 0_8 cluster structure of the epsilon phase of solid oxygen2006

    • 著者名/発表者名
      H.Fujihisa, Y.Akahama, 他8名
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 97

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Evidence of a fcc-hcp transition in aluminum at multimegabar pressure2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama, 他3名
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 96

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural phase transition of rutile-type MgH_2 at high pressure2006

    • 著者名/発表者名
      T.Moriwaki, Y.Akahama, 他3名
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society Japan 75

    • NAID

      110004777972

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Pressure calibration of diamond anvil Raman gauge to 310 GPa2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama, H.Kawamura
    • 雑誌名

      Journal of Applied. Physics 100

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Evidence of a fcc-hcp Transition in Aluminum at Multimegabar Pressure2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama 他
    • 雑誌名

      Physical Review Letters, The American Physical Society 96

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Raman Study on Stress State of [111] Diamond Anvils at Multimegabar2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama 他
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics, American Institute of Physics 98

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A new helical chain structure of scandium at 240 GPa.2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama, H.Fujuhisa, H.Kawamura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 94

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Incommensurate composite crystal structure of scandium-II2005

    • 著者名/発表者名
      H.Fujihisa, Y.Akahama, H.Kawamura, Y.Gotoh, H.Yamawaki, M.Sakashita, S.Takeya, K.Honda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 72

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Raman study on the stress state of [111] diamond anvils at megabar pressure2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama, H.Kawamura
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys. 98

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The crystal data and stability of calcite III at high pressures based on single-crystal X-ray experiments2005

    • 著者名/発表者名
      K.Hagiya, M.Matsui, Y.Kimura, Y.Akahama
    • 雑誌名

      J. Mineralogical and Peterogical Sci. 100

      ページ: 31-36

    • NAID

      10013815963

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Raman study on the stress state of [111] diamond anvils at multimegabar pressure2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama, H.Kawamura
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys. 98

      ページ: 83523-5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Raman and UV absorption studies on supercritical fluid of oxygen2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama, H.Kawamura
    • 雑誌名

      Proc. The 20^<th> AIRAPT Int. Conf. on High Pressure Science and Technology, Karlsruhe, edited by E.Dinjus, N.Dahmen ISBN3-923704-49-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Raman scattering measurement of diamond anvil to 300 GPa : Pressure determination method in the multimegabar range2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama, H.Kawamura
    • 雑誌名

      Proc. The 20^<th> AIRAPT Int. Conf. on High Pressure Science and Technology, Karlsruhe, edited by E.Dinjus, N.Dahmen ISBN3-923704-49-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structure transition of Sc to 300 GP Pressure determination method in the multimegabar range2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama, H.Fujihisa, H.Kawamura
    • 雑誌名

      Proc. The 20^<th> AIRAPT Int. Conf. on High Pressure Science and Technology, Karlsruhe, edited by E.Dinjus, N.Dahmen ISBN3-923704-49-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Volume compression of Mg and Al to multimegabar pressure2005

    • 著者名/発表者名
      N.Nishimura, K.Kinoshita, Y.Akahama, H.Fujihisa, H.Kawamura
    • 雑誌名

      Proc. The 20^<th> AIRAPT Int. Conf. on High Pressure Science and Technology, Karlsruhe, edited by E.Dinjus, N.Dahmen ISBN3-923704-49-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] New Helical Chain Structure for Scandium at 240 GPa2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama 他
    • 雑誌名

      Physical Review Letters, The American Physical Society 94

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Raman and UV Absorption Studies on Supercritical Fluid of Oxygen2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama 他
    • 雑誌名

      Proceedings of 20th International Conference on High Pressure Science and Technology(edited by E Dinjus, N.Dahmen) ISBN 3-923704-49-6

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Raman study on Stress State of [111] Diamond Anvils at Multimegabar2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama 他
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics, American Institute of Physics 98

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Incommensurate Composite Crystal Structure of Scandium-II2005

    • 著者名/発表者名
      H.Fjihisa, Y.Akahama 他
    • 雑誌名

      Physical Review B, The American Physical Society 72

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] High-pressure UV spectroscopy on oxygen up to 1.5 GPa2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama, H.Kawamura
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett. 392

      ページ: 476-479

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Raman spectroscopy on high-pressure fluids of molecular oxygen and nitrogen2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama, H.Kawamura
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett. 440

      ページ: 326-330

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Spiral chain structure of high pressure selenium-IF and sulfur-II from powder x-ray diffraction2004

    • 著者名/発表者名
      H.Fujihisa, Y.Akahama, H.Kawamura, H.Yamawaki, M.Sakashita, T.Yamada, K.Honda, T.Le Behan
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 70

      ページ: 264371-7

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Experimental system for X-ray magnetic diffraction under extreme conditions2004

    • 著者名/発表者名
      E.Arakawa, M.Ito, N.Ishimatsu, M.Suzuki, N.Kawamura, H.Sakurai, F.Itoh, Y.Honma, A.Ochiai, Y.Akahama, H.Maruyama, K.Namikawa.O.Shimomura
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Solids 65

      ページ: 2089-2092

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] High-pressure Raman spectroscopy of diamond anvils to 250 GPa : Method for pressure determination in the multimegabar pressure range2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama, H.Kawamura
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys. 96

      ページ: 7348-51

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A comparison of volume compressions of silver and gold up to 150 GPa2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Akahama, H.Kawamura, A.K.Singh
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys. 95

      ページ: 4767-71

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2020-05-15  

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