| 研究課題/領域番号 |
15K06426
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
小山 泰正 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20150295)
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| 研究分担者 |
仲山 啓 早稲田大学, 理工学術院, 助手 (30732193)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 12角形準結晶 / 近似結晶相 / 14配位多面体 / 12角形原子コラム / 12角形構造ユニット |
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| 研究実績の概要 |
前年度に引き続き、12角形準結晶の近似結晶相であるH(Mn7Si2V)相の特徴を理解するため、Mn-Si-V合金試料におけるH相および(σ→H)反応の結晶学的特徴の詳細について、主に透過型電子顕微鏡を用いて調べた。得られた結果から、H相の結晶構造、すなわちH構造において、原子、14配位多面体、12角形原子コラム、ならびに19個の12角形原子コラムから成る12角形構造ユニットをそれぞれ構造単位とするような、4つの階層の存在が示唆された。このためH構造は、12角形構造ユニットの、6回対称性を有する周期的な配列として特徴づけられることが分かった。また、前年度に存在が確認されたH構造の欠陥については、2つの12角形ユニットが6個の12角形原子コラムを共有した侵入型構造ユニットが、特に代表的な構造欠陥の1つとして理解された。興味深い特徴として、実際、(σ→H)反応において、侵入型構造ユニットの長方形配列(RAPU)を持った領域が初期状態としてσ母相に出現し、その後、H領域がRAPU領域に接してσ母相から核生成・成長することによりH状態へと構造変化することが明らかとなった。さらに、近年10角形準結晶に対して提案したモデルを背景にして、H構造における原子位置、および12角形準結晶における原子位置とタイリングモデルを、物理的起源を考慮しない平面波モデルを用いて議論した。得られた結果は、高分子等で見出されている12角形準結晶に関する実験結果を充分に再現するものであった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は、12角形準結晶の近似結晶相であるH（Mn7Si2V）相に注目し、(σ→σ+H)反応における(σ→H)構造変化を通して、12角形原子コラムを含む配位多面体σ構造から近似結晶H構造への構造変化について、その結晶学的特徴を明らかにする計画であった。実際、得られた反応は(σ→σ+H)反応ではなく(σ→H)反応であったものの、「研究実績の概要」で述べたような、(σ→H)構造変化における12角形原子コラムの再配列に関する詳細が明らかになったため。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の推進方策としては、当初の研究計画通り、まず、12角形原子コラムおよび12角形構造ユニットの安定性について、分子軌道法による電子状態計算を用いて検討する。具体的にはDV-Xα法による計算や、量子化学計算用のプログラムであるGaussianの利用を予定している。さらに、前年度までに得られた結果を総合し、12角形準結晶出現に関する詳細について、特に準結晶の際立った特徴の1つである自己相似性の出現に着目して検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度使用額が生じた主な理由は、透過型電子顕微鏡用特殊フィルム（富士フイルム社製イメージングプレート、1箱16枚入り346千円）の購入を1箱見送ったためである。その理由は、我々がすでに所有する透過型電子顕微鏡用特殊フィルムの消耗が、予想よりわずかに遅かったためである。次年度に購入を検討している。
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| 次年度使用額の使用計画 |
透過型電子顕微鏡用特殊フィルム（富士フイルム社製イメージングプレート、691千円）に加え、アルミナ坩堝（75千円）、不透明石英管（20千円）、およびMoシート（32千円）等の消耗品の購入を計画している。また、その他に、前年度までに引き続き、研究協力者に対する謝金（600千円）の支払いも予定している。
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