| 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) [辞退]
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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 | 準結晶 / 12角形準結晶 / 近似結晶 / 12角形原子コラム / 配位多面体構造 / 結晶構造の階層性 / 透過型電子顕微鏡 / Mn-Si-V合金 |
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| 研究実績の概要 |
合金における準結晶の原子配列は、自己相似性を有する準周期格子点に位置する原子コラムや巨大原子クラスターの存在によって特徴付けられ、従来3d遷移金属を含む金属間化合物相で見出されている結晶構造の階層性との密接な関係が予想される。本研究課題では、12角形準結晶の原子配列に含まれる、14配位多面体が1次元的に連なった12角形原子コラム、および12角形原子コラムの集合として特徴付けられる12角形構造ユニットをそれぞれ異なる階層における構造単位と仮定し、これら構造単位の形成や再配列という観点から、Mn-Si-V合金系に存在する近似結晶Hおよびν相、そしてσ相を取り上げ、H相の結晶学的特徴、(σ → H)構造変化、ならびにHおよびν相の結晶学的相関について、主に透過型電子顕微鏡を用いて検討した。結果として、例えば、(σ → H)構造変化において、12角形構造ユニットが互いに侵入する形で長方形配列した準安定領域の出現が重要な役割を果たしていること、また、νおよびH相の結晶学的相関に関して、ν構造が、H構造に対する、12角形原子コラムから10角形原子コラムへの変換を伴う波状の反位相境界の周期的な導入により特徴付けられることが明らかになった。さらに、逆空間での立場から、H構造の原子配列を再現する単純な平面波モデルにより、12回対称性および無理数Ω = 2cos15° = (√3+1)/√2 ~ 1.932によって特徴付けられる自己相似性を持った準周期格子が得られることが示され、同時に12角形準結晶の原子配列が提案された。これらの結果は、近似結晶H相の結晶構造が、実際、12角形原子コラムや12角形構造ユニットをそれぞれ構造単位とするような異なる階層を有すること、また、この階層性と12角形準結晶の原子配列が有する自己相似性に関して、逆空間での単純な対応が存在することを意味している。
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