ナノダイヤモンド多結晶体の高圧発生への利用：マントル全域に渡る圧力発生技術の開発

• 研究課題/領域番号: 26800236
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 固体地球惑星物理学
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 國本 健広 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 特定研究員 (20543169)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 川井式マルチアンビル装置 / ナノダイヤモンド多結晶体 / 高圧発生 / マルチアンビル装置 / ６－６－８加圧方式 / 超高圧発生 / 新開発超硬合金 / 圧力発生

研究成果の概要

近年1 cm程度の大型化に成功したナノ多結晶ダイヤモンド(NPD)は、ヌープ硬度120-140 GPaという非常に高い硬度を有し、アンビル材として高いポテンシャルを持つと言える。本研究では、アンビルの材質・形状に変更を加えるとともに、試料部構成の最適化を行い、より高い圧力の発生を目指した。SDアンビルによる最大到達圧力は約 56 GPa であった。一方、同じセルを用いたNPDアンビルによる圧力発生試験では、最大88 GPa までの圧力発生が確認された。NPDは高い圧力発生効率と共に、その高いX線透過率から、次世代KMA技術において重要な素材となると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Pressure generation to 50 GPa in Kawai-type multianvil apparatus using newly developed tungsten carbide anvils (2016)
  • 著者名/発表者名: Takehiro Kunimoto, Tetsuo Irifune, Yoshinori Tange, Kohei Wada
  • 雑誌名: High Pressure Research 巻: 未定(published online) 号: 2 ページ: 97-104
  • DOI: 10.1080/08957959.2016.1148149
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Magnetic Properties of Shandite-Phase Co3－xFexSn2S2 (x = 0-1.0) Obtained with High Pressure Synthesis (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuki Sakai, Ryota Tanakadate, Masanori Matoba, Ikuya Yamada, Norimasa Nishiyama, Tetsuo Irifune, Kenichi Funakoshi, Takehiro Kunimoto, Yuji Higo, Yoichi Kamihara
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 84 号: 4 ページ: 44705-44711
  • DOI: 10.7566/jpsj.84.044705
  • NAID: 210000133519
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] New phases of binary compounds: CsCl-type RuGe and RuSn (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakai, Y., Matoba, M., Yamada, I., Funakoshi, K., Kunimoto, T., Higo, Y., Kamihara, Y.
  • 雑誌名: EPL 巻: 207 号: 5 ページ: 56003-56003
  • DOI: 10.1209/0295-5075/107/56003
  • 査読あり
• [雑誌論文] High pressure study of transition metal monoxides MnO and CoO: Structure and electrical resistance (2014)
  • 著者名/発表者名: E Ito, D Yamazaki, T Yoshino, S Shan, X Guo, N Tsujimo, T Kunimoto, Y Higo, K Funakoshi
  • 雑誌名: Physics of the Earth and Planetary Interiors 巻: 228 ページ: 170-175
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Development of Kawai-type multianvil technology using nano-polycrystalline diamond anvils (2016)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Irifune, Takehiro Kunimoto
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: Moscone center、アメリカ合衆国
  • 年月日: 2016-12-12
  • 国際学会
• [学会発表] Nano-polycrystalline diamond and applications to deep Earth mineralogy (2016)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Irifune
  • 学会等名: 2016 International Conference on the Earth's Deep Interior
  • 発表場所: New beacon Luguang International Hotel in Wuhan, China
  • 年月日: 2016-11-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ナノダイヤモンド多結晶体製アンビルを用いた川井式マルチアンビル装置による90 GPa領域の超高圧発生 (2016)
  • 著者名/発表者名: 國本健広、入舩徹男
  • 学会等名: 第５７回高圧討論会
  • 発表場所: 筑波大学、茨城県、つくば市
  • 年月日: 2016-10-26
• [学会発表] New tungsten carbide anvils potentially important for melting experiments under lower mantle conditions (2016)
  • 著者名/発表者名: Irifune Tetsuo, Kunimoto Takehiro, Yoshinori Tange, Wada Kohei
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2016
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2016-05-22
  • 国際学会
• [学会発表] 新開発超硬アンビルを用いた川井式マルチアンビル装置による50 GPa領域の超高圧発生 (2015)
  • 著者名/発表者名: 國本健広、入舩徹男、丹下慶範、和田光平
  • 学会等名: 第５６回高圧討論会
  • 発表場所: アステールプラザ（広島県広島市）
  • 年月日: 2015-11-10
• [学会発表] Combined in situ X-ray and electrical resistance observations of the pressure- induced phase transitions in ZnTe, ZnS, GaAs, and GaP up to 25 GPa (2015)
  • 著者名/発表者名: Takehiro Kunimoto and Irifune tetsuo
  • 学会等名: AIRAPT-25 and EHPRG-53
  • 発表場所: Madrid Spain
  • 年月日: 2015-08-30 – 2015-09-04
• [学会発表] 高圧X線その場観察実験と電気抵抗測定によるGaP,GaAs,ZnS,ZnTeの構造相転移と圧力誘起金属化の観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 國本健広 入舩徹男
  • 学会等名: 高圧討論会
  • 発表場所: 徳島大学(徳島市、徳島県)
  • 年月日: 2014-11-22 – 2014-11-24
• [学会発表] In situ X-ray observations of phase transitions in MgCr2O4 up to 30 GPa using Kawai-type multianvil apparatus (2014)
  • 著者名/発表者名: Takehiro Kunimoto and Tetsuo Irifune
  • 学会等名: Asia Oceania Geoscience Society
  • 発表場所: ロイトン札幌(札幌市, 北海道)
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01