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単体金属の充填構造と電子密度分布の相関

研究課題

研究課題/領域番号 17J06100
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 金属物性・材料
研究機関筑波大学

研究代表者

佐々木 友彰  筑波大学, 数理物質科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード単体金属 / 電子密度分布 / X線回折 / アルミニウム / 電荷密度 / 金属結合
研究実績の概要

(1) Alの電荷密度をさらに精度を高めて決定した。Herbsteinらの式を用いて、30 Kでの熱散漫散乱の強度を見積もった。Alの金属結合による結合電子の分布を0.005eÅ-3の精度で決定した。実験観測と第一原理計算によるAlの結合電子の分布の比較により、理論で予測されていなかった原子周りの電子密度のピークを発見した。報告された強束縛近似の構造因子との比較から、このピークが原子軌道状の成分を表すことを突き止めた。以上の結果をScientific Reports誌に投稿し、掲載された。
(2) SPring-8のビームラインBL02B2で、単体金属の粉末X線回折の測定を継続して行った。試料はbcc構造のMoとした。受け入れ研究室で実施している課題への参加により、d>0.22Åの超高分解能データを測定した。
(3) 測定データを用いて、世界最高の精度をもつ197本のMoの精密な構造因子の観測に成功した。Moの電荷密度を多極子展開で決定し、Moの金属結合による結合電子の分布を明らかにした。Moの結合電子の分布から、共有的な結合軌道の電子分布やd軌道の分離による電子の欠乏を0.005eÅ-3の精度で観測した。これらの実現のため、多極子解析による回折ピークの観測強度の精密化を使用した。
(4) 2018年7月のSagamoreXIXで、Moの30Kでの粉末X線回折の測定データ、観測した構造因子、電荷密度の解析の経過を報告した。2018年11月の結晶学会で、AlとMoの金属結合の電子分布の結果と進捗を報告した。2018年12月のAsCA2018で、30KのMoの結果を報告した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Tightly binding valence electron in aluminum observed through X-ray charge density study.2018

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaki, H. Kasai and E. Nishibori
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 8 号: 1 ページ: 11964-11964

    • DOI

      10.1038/s41598-018-30470-1

    • NAID

      120007133844

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] X-ray charge density study of molybdenum2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Sasaki, Hidetaka Kasai, Eiji Nishibori
    • 学会等名
      Sagamore XIX Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アルミニウムとモリブデンにおける金属結合の精密観測2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木友彰、笠井秀隆、西堀英治
    • 学会等名
      日本結晶学会2018年度年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Covalent bonding character of d-electron of molybdenum from synchrotron X-ray diffraction2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Sasaki, Hidetaka Kasai, Eiji Nishibori
    • 学会等名
      Asian Crystallographic Association (AsCA) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Charge density and lattice vibration of aluminum from synchrotron radiation X-ray elastic scattering2018

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaki and E. Nishibori
    • 学会等名
      2018 Joint Symposium on Energy Materials Science and Technology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultra-high reciprocal resolution X-ray diffraction of Al and Cu2017

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaki, H. Kasai and E. Nishibori
    • 学会等名
      24th Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超高分解能放射光粉末法によるアルミニウムの結合電荷密度2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木 友彰,笠井 秀隆,西堀 英治
    • 学会等名
      平成29年度 日本結晶学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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