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Cd-Mg-Yb20面体準結晶のF型超構造の実現と構造解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K13987
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分26020:無機材料および物性関連
研究機関東京理科大学

研究代表者

山田 庸公  東京理科大学, 理学部第一部応用物理学科, 助教 (60638584)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード準結晶 / 高次元結晶学 / 近似結晶 / X線構造解析
研究成果の概要

Cd-Mg-Yb正二十面体準結晶の超構造の短距離秩序に関して、以下の点の成果を得た。1.Cd-Mg-Yb 1/1近似結晶の超構造について構造解析を行った結果、超構造の形成には、イコシドデカへドロンシェル上の48hサイトにおけるCd/Mg占有率、およびクラスター中心にあるテトラへドロンの配向が関与していることがわかった。2.Cd-Mg-Yb二十面体準結晶中のイコシドデカへドロン上のCd/Mg占有の仕方が、Cd-Mg-Yb1/1近似結晶のものと同様であると仮定し、イコシドデカへドロンシェルをつくる占有領域を分割した。3.正二十面体準結晶の6次元構造を構築するためのソフトウェアを開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

単結晶回折法による準結晶の構造解析手法は確立されたものであり、構造精密化等のためのソフトウェアパッケージが公開されている。ただし、高次元構造を作成するためのソフトウェアが無く、構造モデルの作成・改良には膨大な時間と労力を必要としてきた。本研究により、正二十面体準結晶の6次元構造を構築するためのソフトウェアが開発・公開されたことに学術的意義がある。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 4件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 8件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] PyQCstrc.ico: a computing package for structural modelling of icosahedral quasicrystals2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada Tsunetomo
    • 雑誌名

      Journal of Applied Crystallography

      巻: 54 号: 4 ページ: 1252-1255

    • DOI

      10.1107/s1600576721005951

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 2/1 and 1/1 cubic approximants in the ternary <i>R</i>-Cd-Mg (<i>R</i> = Y, Er) systems2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada Tsunetomo、Fujita Nobuhisa、Labib Farid
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section B Structural Science, Crystal Engineering and Materials

      巻: 77 号: 4 ページ: 638-648

    • DOI

      10.1107/s2052520621006715

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Superstructure formation in a ternary Yb-Cd-Mg 1/1 quasicrystal approximant2020

    • 著者名/発表者名
      Yamada Tsunetomo
    • 雑誌名

      Philosophical Magazine

      巻: 101 号: 3 ページ: 257-275

    • DOI

      10.1080/14786435.2020.1832706

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural-transition-driven antiferromagnetic to spin-glass transition in Cd-Mg-Tb 1/1 approximants2020

    • 著者名/発表者名
      Labib Farid、Okuyama Daisuke、Fujita Nobuhisa、Yamada Tsunetomo、Ohhashi Satoshi、Morikawa Daisuke、Tsuda Kenji、Sato Taku J、Tsai An-Pang
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Condensed Matter

      巻: 32 号: 48 ページ: 485801-485801

    • DOI

      10.1088/1361-648x/aba921

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic properties of icosahedral quasicrystals and their cubic approximants in the Cd-Mg-RE (RE = Gd, Tb, Dy, Ho, Er, and Tm) systems2020

    • 著者名/発表者名
      Labib Farid、Okuyama Daisuke、Fujita Nobuhisa、Yamada Tsunetomo、Ohhashi Satoshi、Sato Taku J、Tsai An-Pang
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Condensed Matter

      巻: 32 号: 41 ページ: 415801-415801

    • DOI

      10.1088/1361-648x/ab9343

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ferromagnetic 2/1 quasicrystal approximants2020

    • 著者名/発表者名
      Inagaki K.、Suzuki S.、Ishikawa A.、Tsugawa T.、Aya F.、Yamada T.、Tokiwa K.、Takeuchi T.、Tamura R.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 101 号: 18 ページ: 180405-180405

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.180405

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of an Intermediate Valence Icosahedral Quasicrystal in the Au-Sn-Yb System2019

    • 著者名/発表者名
      Yamada Tsunetomo、Nakamura Yoko、Watanuki Tetsu、Machida Akihiko、Mizumaki Masaichiro、Nitta Kiyofumi、Sato Akira、Matsushita Yoshitaka、Tsai An-Pang
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58 号: 14 ページ: 9181-9186

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b00801

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Antiferromagnetic order survives in the higher-order quasicrystal approximant2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida S.、Suzuki S.、Yamada T.、Fujii T.、Ishikawa A.、Tamura R.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 100 号: 18 ページ: 180409-180409

    • DOI

      10.1103/physrevb.100.180409

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis and Atomic Structure of the Yb-Ga-Au 1/1 Quasicrystal Approximant2019

    • 著者名/発表者名
      T. Yamada, T. Kurihara, Y. Prots, A. Sato, Y. Matsushita, Y. Grin, A.P. Tsai
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58 号: 9 ページ: 6320-6327

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b00513

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The structure solution of the F-type i-ZnMgHf from the X-ray diffraction2019

    • 著者名/発表者名
      I. Buganski, K. Toyonaga, H. Takakura, T. Yamada, M. de Boissieu, O. Perez, P. Fertey, J. Wolny
    • 雑誌名

      Materials Science and Technology

      巻: 印刷中 号: 9 ページ: 989-995

    • DOI

      10.1080/02670836.2019.1612579

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Antiferromagnetic order is possible in ternary quasicrystal approximants2018

    • 著者名/発表者名
      A. Ishikawa, T. Fujii, T. Takeuchi, T. Yamada, Y. Matsushita, and R. Tamura
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 98 号: 22

    • DOI

      10.1103/physrevb.98.220403

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A machine learning framework for identification of quasicrystalline phases from powder X-ray diffraction patterns2022

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Uryu, Tsunetomo Yamada, Koichi Kitahara, Alok Singh, Yutaka Iwasaki, Kaoru Kimura, Naoya Miyao, Asuka Ishikawa, Ryuji Tamura, Liu Chang and Ryo Yoshida
    • 学会等名
      4th Hypermaterials Young Research Seminar
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 多相粉末X線回折図から準結晶相を同定する機械学習モデル2022

    • 著者名/発表者名
      瓜生寛堂、山田 庸公、北原功一、Alok Singh、岩崎 祐昂、木村薫, 宮尾直哉、石川明日香、田村隆治、Chang Liu、吉田亮
    • 学会等名
      新学術領域研究ハイパーマテリアル第9回領域会議
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Predictive screening for quasicrystal detection using the PDF22022

    • 著者名/発表者名
      K. Hiroki, H. Uryu, T. Yamada
    • 学会等名
      4th Hypermaterials Young Research Seminar
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Quasicrystal-related structure of Ce-Ti-O thin film on Pt(111)2022

    • 著者名/発表者名
      X. Li, T. Yamada, R. Tamura, J. Yuhara
    • 学会等名
      10th International Conference on Aperiodic Crystals Aperiodic 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fingerprinting Phason Strain2022

    • 著者名/発表者名
      G. Nisbet, G. Beutier 2, M. De Boissieu, T. Yamada, H. Takakura
    • 学会等名
      33rd edition of the European Crystallography Meeting (ECM33)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A six-dimensional structure model of F-type Al-based icosahedral quasicrystals2022

    • 著者名/発表者名
      T. Yamada, H. Takakura, A. Yamamoto
    • 学会等名
      10th International Conference on Aperiodic Crystals Aperiodic 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Machine learning models for identification of hypermaterial phases from powder X-ray diffraction patterns2022

    • 著者名/発表者名
      H. Uryu, T. Yamada, N. Miyao, A. Ishikawa, R. Tamura, Y. Iwasaki, K. Kitahara, K. Kimura, L. Chang, R. Yoshida
    • 学会等名
      10th International Conference on Aperiodic Crystals Aperiodic 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Machine learning models for identification of hypermaterial phases from powder X-ray diffraction patterns2022

    • 著者名/発表者名
      瓜生 寛堂、山田 庸公、宮尾 直哉、石川 明日香、田村隆治、岩崎 祐昂、北原 功一、木村 薫、劉 暢、吉田 亮
    • 学会等名
      新学術領域研究ハイパーマテリアル第8回領域会議
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Structure of oxide hypermaterials2022

    • 著者名/発表者名
      山田 庸公
    • 学会等名
      新学術領域研究ハイパーマテリアル第8回領域会議
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] F型Al基正20面体準結晶の6次元構造モデル2022

    • 著者名/発表者名
      山田庸公、高倉洋礼、山本昭二
    • 学会等名
      第26回準結晶研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 粉末X線回折図形から準結晶相同定を行うための機械学習モデル2022

    • 著者名/発表者名
      瓜生 寛堂, 山田 庸公, 宮尾 直哉, 石川 明日香, 田村 隆治, 岩崎 祐昂, 北原 功一, 木村 薫, 劉 暢, 吉田 亮
    • 学会等名
      第26回準結晶研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Zn-Mg-Sc 2/1近似結晶の構造解析2022

    • 著者名/発表者名
      熊澤郁弥, 山田庸公, 高倉洋礼
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回年次大会(2022年)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 粉末X線回折図形から準結晶相同定を行うための機械学習モデル2022

    • 著者名/発表者名
      瓜生寛堂, 山田庸公, 宮尾直哉, 石川明日香, 田村隆治, 岩崎祐昂, 北原功一, 木村薫, 劉暢, 吉田亮
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回年次大会(2022年)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Atomic structures of Tsai-type icosahedral quasicrystals and approximants2021

    • 著者名/発表者名
      Tsunetomo Yamada
    • 学会等名
      IUCr 2021 - XXV General Assembly and Congress of the International Union of Crystallography
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Exploration of new quasicrystals and approximants by using machine learning2021

    • 著者名/発表者名
      H. Uryu, T. Yamada, H. Takakura, Y. Inada, K. Kimura, R. Tamura, L. Chang, R. Yoshida
    • 学会等名
      IUCr 2021 - XXV General Assembly and Congress of the International Union of Crystallography
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2/1 and 1/1 cubic approximants in ternary R-Cd- Mg (R= Y, Er) systems2021

    • 著者名/発表者名
      Tsunetomo Yamada, Nobuhisa Fujita, Farid Labib
    • 学会等名
      International Research Network - Open space between aperiodic order and physics & chemistry of materials
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PyQCstrc: A Python library for structural modeling of quasicrystals2021

    • 著者名/発表者名
      Tsunetomo Yamada
    • 学会等名
      Materials Research Meeting 2021 (MRM2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tsai 型正二十面体準結晶の原子的構造の解明2020

    • 著者名/発表者名
      山田庸公
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Atomic structures of Tsai-type icosahedral quasicrystals2020

    • 著者名/発表者名
      T. Yamada
    • 学会等名
      75th Annual Meeting of the Physical Society of Japan (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Zn系準結晶及びCd-Mg-Yb準結晶の電気抵抗率の温度依存性の研究2019

    • 著者名/発表者名
      平野由真, 林裕人, 石政勉, 蔡安邦, 山田庸公, 井村敬一郎, 出口和彦, 佐藤憲昭
    • 学会等名
      日本物理学会・2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Formation of Intermediate Valence Icosahedral Quasicrystal in Au-Sn-Yb system2019

    • 著者名/発表者名
      T. Yamada, Y. Nakamura, T. Watanuki, A. Machida, M. Mizumaki, K, Nitta, A. Sato, Y. Matsushita, A.P. Tsai
    • 学会等名
      14th International Conference on Quasicrystals, ICQ14
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] F型Al-Cu-Ru正20面体準結晶の構造精密化2019

    • 著者名/発表者名
      豊永詞, 山田庸公, Marc de Boissieu, Oliver Perez, Pierre Fertey, 高倉洋礼
    • 学会等名
      日本物理学会・第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Zn-T-Sc (T=Ag, Mg) 及びCd-Mg-Yb準結晶の極低温電気抵抗測定2018

    • 著者名/発表者名
      林裕人, 石政勉, 蔡安邦, 山田庸公, 井村敬一郎, 出口和彦, 佐藤憲昭
    • 学会等名
      日本物理学会、2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] QENS study of tetrahedron dynamics in the Zn6Sc 1/1 approximant to the quasicrystal2018

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Shibata, Tsunetomo Yamada, Marc de Boissieu
    • 学会等名
      QENS 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Atomic structures of the Yb-Cd-Mg icosahedral quasicrystals and 1/1 approximants2018

    • 著者名/発表者名
      Tsunetomo Yamada, Hiroyuki Takakura, Marc de Boissieu, An-Pang Tsai
    • 学会等名
      Aperiodic-2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The structure formation of the F-type ZnMgHf icosahedral quasicrystal2018

    • 著者名/発表者名
      Ireneusz Buganski, Kotoba Toyonaga, Hiroyuki Takakura, Tsunetomo Yamada, Marc de Boissieu, Olivier Perez, Pierre Fertey, Janusz Wolny
    • 学会等名
      Aperiodic-2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Growth and characterization of Al-Cu-Ru icosahedral quasicrystals from self-fluxes2018

    • 著者名/発表者名
      Kotoba Toyonaga, Tsunetomo Yamada, Marc de Boissieu, Olivier Perez, Pierre Fertey, Hiroyuki Takakura
    • 学会等名
      Aperiodic-2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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