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水型液相間転移の第二臨界点近傍での液体の構造的特徴

公募研究

研究領域高温高圧中性子実験で拓く地球の物質科学
研究課題/領域番号 23103703
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関愛媛大学

研究代表者

渕崎 員弘  愛媛大学, 理工学研究科, 教授 (10243883)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード相転移 / 液体 / 高圧 / 中性子回折 / 構造解析
研究実績の概要

平成24年度計画に沿って研究を遂行し、以下の成果を得た。
【ヨウ化ゲルマニウム液体構造】ヨウ化ゲルマニウムは水型オープンネットワーク構造を有するヨウ化錫の類似物質と考えられる。前者は後者より分子サイズが小さく、そのため分子間相互作用が強まり、圧力下での融点が後者より高圧側にシフトすることが予想される。従って、第二臨界点近傍がヨウ化錫より拡張される分、転移点の決定に関してより精密な実験が可能になるはずである。放射光X線その場観察を行ったところ、結晶相の融解曲線の屈曲点は約3 GPaであること、即ち、ヨウ化錫の1. 5GPaの約倍のところに位置することが分かり、予想を確認することができた。
【世界初となるヨウ化錫液体の中性子回折実験】申請者の知る限り、ヨウ化錫液体を中性子で観測した例はない。まず常圧での実験をJ-ParcのNOVAを用いて行う。本課題は採択されたが、融解試料の封入が不十分であったため測定ができなかった。
【新しい不定形構造解析法】
初年度にReverse Monte Carlo法にとってかわる不定形構造解析法に着手した。我々が目指す新しい手法は、従来同様、波数空間の構造因子をインプット情報とし、実空間での不定形平衡構造をアウトプットとするものであるが、後者を第一原理的に正しいOrnstein-Zernike関係式を満たすように決めることを試みるものである。手始めとして実験で求めた構造因子ではなく、分子動力学法(MD)で生成したモデル液体のそれをインプット情報に用いて、新方法で得られる動系分布関数とMDから直接得られるそれを比較することを試みようとしている。モデル液体として変形Lennard-Jones液体を選んだ。6912粒子系に対して代表的な液体状態でのサンプリングまでできている。分子性液体に対する本手法の定式化については国際会議MOLMAT2012にて発表した。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (16件)

  • [雑誌論文] Sublimation of the Modified Lennard-Jones System2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Fuchizaki
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 82

    • NAID

      210000132431

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristic Densities of Low- and High-Pressure Liquid SnI_42013

    • 著者名/発表者名
      K. Fuchizaki, N. Hamaya, Y. Katayama
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 82巻 号: 3 ページ: 033003-033003

    • DOI

      10.7566/jpsj.82.033003

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase diagram of the modified Lennard-Jones system2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Asano, K. Fuchizaki
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys

      巻: 137巻 号: 17

    • DOI

      10.1063/1.4764855

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Equation of state for the low-pressure crystalline phase of SnI42011

    • 著者名/発表者名
      K. Fuchizaki, N. Hamaya
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 84巻 号: 14

    • DOI

      10.1103/physrevb.84.144105

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Communication : Probable scenario of the liquid-liquid phase transition of SnI42011

    • 著者名/発表者名
      K.Fuchizaki
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys

      巻: 135 号: 9

    • DOI

      10.1063/1.3637038

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 変形Lennard-Jones系の相図2013

    • 著者名/発表者名
      浅野優太
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2013-03-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ねじれ角で接合した結晶界面における幾何学とエネルギー,および2層グラフェンへの応用2013

    • 著者名/発表者名
      三谷尚
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2013-03-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] GeI4の融解曲線2013

    • 著者名/発表者名
      渕崎員弘
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2013-03-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] KEK-AR NE7AでのX線吸収による液体密度測定の試み2013

    • 著者名/発表者名
      渕崎員弘
    • 学会等名
      物構研サイエンスフェスタ
    • 発表場所
      エポカルつくば
    • 年月日
      2013-03-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] GeI4の融解曲線2012

    • 著者名/発表者名
      渕崎員弘
    • 学会等名
      第53回高圧討論会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2012-11-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 二ヨウ化スズの融解曲線と液体構造2012

    • 著者名/発表者名
      奥出悠花
    • 学会等名
      第53回高圧討論会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2012-11-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 二ヨウ化スズの温度圧力相図2012

    • 著者名/発表者名
      河原玲奈
    • 学会等名
      第53回高圧討論会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2012-11-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] SnI4 #8211; A Substitute for Examining the Water-Type Polyamorphism2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Fuchizaki
    • 学会等名
      IUCrHP 2012
    • 発表場所
      HOTEL LAKE VIEW MITO, Mito, Japan
    • 年月日
      2012-09-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Phase transition of the modified Lennard-Jones system2012

    • 著者名/発表者名
      Yuta Asano
    • 学会等名
      IUCrHP 2012
    • 発表場所
      HOTEL LAKE VIEW MITO, Mito, Japan
    • 年月日
      2012-09-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Intrinsic features of the Lennard-Jones system under pressures2012

    • 著者名/発表者名
      Yuta Asano
    • 学会等名
      IUCrHP 2012
    • 発表場所
      HOTEL LAKE VIEW MITO, Mito, Japan
    • 年月日
      2012-09-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ヨウ化錫のポリアモルフィズムVII2012

    • 著者名/発表者名
      渕崎員弘
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      横浜国大
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Application of the Generalized Ewald Method to Evaluation of Intermolecular Interactions in Molecular Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Fuchizaki
    • 学会等名
      MOLMAT 2012
    • 発表場所
      Auditorio Axa, Barcelona, Spain
    • 年月日
      2012-07-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ヨウ化錫のポリアモルフィズムVI2012

    • 著者名/発表者名
      渕崎員弘
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ヨウ化錫液相間転移の存在可能性2012

    • 著者名/発表者名
      渕崎員弘
    • 学会等名
      第29回PFシンポジウム
    • 発表場所
      エポカルつくば(茨城県)
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 高温・高圧下でのヨウ化錫液体の放射光X線その場観察法とヨウ化錫低圧結晶相の状態方程式2011

    • 著者名/発表者名
      渕崎員弘
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 年月日
      2011-09-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Is There a Phase Transition between the Two Liquid States in Tin Tetraiodide?2011

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Fuchizaki
    • 学会等名
      IUCr2011
    • 発表場所
      Madrid (Spain)
    • 年月日
      2011-08-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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