不規則系の化学構造と物性

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10044045
• 研究種目: 国際学術研究
• 応募区分: 共同研究
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 中村 義男 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70000809)
• 研究分担者: RAUOX Denis CNRS グルノーブル大学, 研究教授 ; JAL JーFranco CNRS リヨンI大学, 主席研究員 ; 河村 純一 北海道大学, 大学院・理学研究科, 講師 (50142683) ; 伊丹 俊夫 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (40113518) ; 田村 剛三郎 広島大学, 総合科学部, 教授 (30155262)
• キーワード: 超臨界流体 / 流体セレン / 半導体-金属転移 / 放射光 / 電解質溶液 / 核磁気共鳴 / ガラス / 中性子散乱

研究概要

本年の研究実績の概要は以下にまとめられる。
1, 超臨界条件下におかれた金属流体の構造
代表的な液体金属である水銀は、臨界点を超え、液体から気体へと連続的にかつ大きく膨張する過程で金属-非金属転移を起こす。代表的な液体半導体であるセレンは、半導体から金属さらには絶縁体へと転移する。このように大きな物性変化と、原子配列の変化、密度のゆらぎ、クラスター形成との関連性を調べるため、我々が独自に開発してきた実験技術をベースとし、強力X線源としてグルノーブルの大型放射光施設ESRF及び西播のSPring-8を利用することにより、水銀やセレン等の超臨界金属流体の短、中、長距離構造の解明を行った。
2, ガラス形成濃厚電解質溶液系の電気物性と構造
これまでのLiCl-H_2O系の研究を発展させ、本年度は硝酸リチウムといくつかの極性有機溶媒との混合系を対象に、そのガラス形成能、粘性率、電導率を測定し、イオンの動的挙動を調べた。プルゴーニュ大学との共同研究として、高周波電導率(>1GHz)の測定の検討を開始した。またわれわれが開発した高温、高圧NMRの、超臨界電解質水溶液への適用の可能性を日仏共同で検討した。
3, 液体水銀-アルカリ金属系の構造
液体水銀-アルカリ金属系のアルカリ希薄領域には、熱電能の極小現象を始めとする未解決の興味ある問題がある。本年度は日仏研究者の相互訪問でこれまでの研究の総括し、ILLにおける中性子散乱実験の準備を行った。X線の散乱、吸収に関する実験を含め、次年度にさらなる展開を計る。

研究成果

• [文献書誌] P.O.Maurin: "NMR study of the dynamics and structure of a good glass former LiCl-6H_2O" Ber.Bunsenges.Phys.Chem.102.2. 152-155 (1998)
• [文献書誌] O.Terakado: "Low-field ESR study of the metal-nonmetal transition in sodium-ammonia solutions" J.Chem.Soc.Faraday Trans.94.7. 867-869 (1998)
• [文献書誌] N.Asahi: "Chemical shift study of liquid and supercritical methanol" Chem.Phys.Lett.290. 63-67 (1998)
• [文献書誌] Y.Nakamura: "In homogeneity and microscopic structure in liquids and glasses" Supramolecular Science. 5.3-4. 207-213 (1998)
• [文献書誌] H.Hayashi: "Glass forming ability and electric conductivity of the LiNO_3-1,3-diaminopropane system" J.Non-Cryst.Solids. 242. 33-39 (1998)
• [文献書誌] N.Asahi: "NMR and molecular dynamics study of methanol up to the supercritical region" J.Chem.Phys.109.22. 9879-9887 (1998)
• [文献書誌] T.Muraki: "Ionic conductivity and TI-205 NMR in the molten LiI-TlI system" Intl.J.High Temp.Mat.Proc.18.1-2. 49-54 (1999)
• [文献書誌] Y.Soldo: "Semiconductor-metal transition in fluid Se at high pressure and high temperature" Phys.Rev.B. 57.1. 258-268 (1998)
• [文献書誌] Y.Sakaguchi: "Transient absorption spectra of liquid selenium:a possibility of photoinduced Sm-Met.transition" J.Phys.:Condens.Matter. 10. 2209-2220 (1998)
• [文献書誌] K.Tamura: "Structural studies of supercritical fluid Se using X-ray diffraction and XAFS techniques" Rev.High Pressure Sci.Technology. 7. 239-244 (1998)
• [文献書誌] K.Tamura: "X-ray diffraction studies of expanded fluid mercury using synchrotron radiation" J.Phys.:Condens.Matter. 10. 11405-11417 (1998)
• [文献書誌] K.Tamura: "Structural studies of expanded fluid mercury up to the liquid-vapor critical region" Phys.Rev.B. 58. 9030-9038 (1998)
• [文献書誌] K.Tamura: "Energy-dispersive x-ray diffraction equipment forfluid at extreme condition of high T and P." Rev.Sci.Instrum.70(in press). (1999)
• [文献書誌] Y.Sakaguchi: "Transient direct-current conductivity of liquid Se:an indication of the photoinduced Sm-Met.T." J.Phys.Condens.Matter. 11. 659-670 (1999)
• [文献書誌] K.Tamura: "In situ d-ray diffraction and XAFS studies of expanded fluid selenium" MRS Bulletin. 24.1. 26-31 (1999)
• [文献書誌] K.Tamura: "X-ray diffraction studies of expanded fluid mercury using synchrotron radiation at Spring-8" Jpn.J.Appl.Phys.(in press). (1999)
• [文献書誌] C.Li: "Electronic structure study of liquid germanium based on x-ray absorption near edge structure" Phys.Rev.B. 59.3. 1571-1574 (1999)
• [文献書誌] 田村剛三郎: "Spring-8における超臨界金属流体の構造研究-膨張する水銀" 固体物理. 34.3. 199-207 (1999)