微量元素の局所構造に残された惑星地球活動の重要情報の解読

2007 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 17204049
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 吉朝 朗 熊本大学, 大学院・自然科学, 教授 (00191536)
• 研究分担者: 磯部 博志 熊本大学, 大学院・自然科学, 准教授 (80311869) ; 松本 拓也 大阪大学, 院理学, 助教 (50294145) ; 奥部 真樹 東京工業大学, 応用セラ研究所, 助教 (10397060) ; 奥寺 浩樹 金沢大学, 院自然科学, 助教 (50401881) ; 寺田 靖子 熊本大学, 高輝度光科研センター, 研究員 (90307695)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2007
• キーワード: 微量元素の局所構造 / 高温高圧実験 / X線吸収分光法 / 微量元素の化学結合性 / 精密構造解析 / 地球惑星物質内の希ガス / 惑星地球活動 / KT境界層中の微量元素

研究概要

最先端の測定法と解析法を用いたX線吸収分光法・X線回折法により決定した微量元素の精密局所構造の情報から、惑星地球レベルの諸活動・現象解明の更なる手掛かりや重要情報を得る試みである。精密構造解析技術による化学結合性、配位数、原子間距離、熱運動などの定量的な決定により、各微量元素の占有位置や化学状態、物性に関する定数を精密化した。
1.「惑星物質内の希ガスが固体中の何処に入っているか。脱出挙動と化学結合性、非調和有効ポテンシャルは如何なるものかを明らかにする。」2.「白亜紀/第三紀境界層中の砒素やイリジウム、亜鉛などの特定濃集元素が固体中の何処に入っているか。局所構造や化学結合状態等を知り、なぜこれらの元素のみが極端に高い濃度で濃集しているのかを明らかにする。」3.「地球下部マントル物質盟gSiO3ペロブスカイトに、ある種の不純物や欠陥を伴う元素置換、固溶体を形成すると物性が大きく変わるのか。各微量元素周りの局所構造から物性の発現機構を明らかにする。」の重要課題に取り組んだ。各課題において成果が得られ、国際誌等で公表した。1の課題では脱ガス温度と占有席の関係や一部の元素が特異な化学結合性を有することを明らかにした。さらに新たな測定方法の開発に成功した。2の課題では、白亜紀/第三紀境界層中でAsはヒ酸として4配位席を占有し、4配位指向の強いZnが6配位席を占有していることが明らかになった。外部天体衝突時での高温下やその後の環境の急変による元素の特異な挙動が判明しつつある。3の課題では、地球下部マントル物質ペロブスカイト相の圧力・温度変化の詳細を精密化した。ABO3ペロブスカイト型構造をとる物質は、立方晶と低対称相でA席とO席の熱的挙動が大きく異なり、それが物性に反映し、微量元素の席選択制に影響を与え、A席O席それぞれの電子状態が他の原子の状態に大きく影響を与えることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Manganese doped gallium oxynitride prepared by nitridation of citrate precursor (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Kikkawa, 他
  • 雑誌名: J.Alloys.&Compd. 450 ページ: 152-156
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure and optical properties of oxynitride rare-earth tantalates RTa-(O,N)(R=Nd,Gd,Y) (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Kikkawa, 他
  • 雑誌名: Mater.Res.Bull. 43 ページ: 811-818
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Manganese doped gallium oxynitride prepared by nitridation of citrate precursor (2008)
  • 著者名/発表者名: S., Kildcawa, S., Ohtaki, T., Takeda, A., Yoshiasa, T., Sakurai, Y., Miyamoto
  • 雑誌名: J. Alloys. & Compd. 450 ページ: 152-156
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Crystal structure and optical properties of oxynitride rare-earth tantalates RTa-(O, N)(R=Nd, Gd, Y) (2008)
  • 著者名/発表者名: S., Kikkawa, T., Takeda, A., Yoshiasa, P., Maillard, F., Tessier
  • 雑誌名: Mater. Res. Bull. 43 ページ: 811-818
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] In Situ XAFS and XRD etudies of pressure-induced local stuructural change in liquid AgI (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Arima, 他
  • 雑誌名: J.Phys.:Condens.Matter 19 ページ: 076104(7)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] In Situ XAFS and XRD studies of pressure-induced local stuructural change in liquid AgI. (2007)
  • 著者名/発表者名: H., Arima, O., Ohtaka, T., Hattori, Y., katayama, W., Utsumi, A., Yoshiasa
  • 雑誌名: J.Phys. : Condens. Matter 19, 076104 ページ: 7
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] DIFFRACTION AND XAFS STUDY OF AgI UNDER HIGH PRESSURE AND HIGH TEMPERATURE (2007)
  • 著者名/発表者名: Akira Yoshiasa, 他
  • 学会等名: The 8th Conference of the Asian Crystallographic Association
  • 発表場所: Taipei,Taiwan
  • 年月日: 20071104-07
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] CRYSTAL STRUCTURE AND HABIT OF CaIrO3 (2007)
  • 著者名/発表者名: M Sugahara, 他
  • 学会等名: The 8th Conference of the Asian Crystallographic Association
  • 発表場所: Taipei,Taiwan
  • 年月日: 20071104-07
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] UNUSUAL SITE PREFERENCE OF BORON IN SYNTHETIC MgA12-XBXO4 (2007)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Sakai, 他
  • 学会等名: The 8th Conference of the Asian Crystallographic Association
  • 発表場所: Taipei,Taiwan
  • 年月日: 20071104-07
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] DIFFRACTION AND XAFS STUDY OF AgI UNDER HIGH PRESSURE AND HIGH TEMPERATURE (2007)
  • 著者名/発表者名: Akira, Yoshiasa, Hiroshi, Arima, Hiroshi, Fukui, Osamu, Ohtaka, Maki, Okube, Yoshinori, Katayama
  • 学会等名: The 8th Conference of the Asian Crystallographic Association
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20071104-07
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] CRYSTAL STRUCTURE AND HABIT OF CaIrO3 (2007)
  • 著者名/発表者名: Masahiko, Sugahara, Akira, Yoshiasa, Takafuni, Hashimoto, Syunsuke, Sakai, Akihiko, Nakatsuka, Maki, Okube, Akira, Yoneda
  • 学会等名: The 8th Conference of the Asian Crystallographic Association
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20071104-07
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] UNUSUAL STTE PREFERENCE OF BORON IN SYNTHETIC MgA12-XBXO4 (2007)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke, Sakai, Akira, Yoshiasa, Takafumi, Hashimoto, Akihiko, Nakatsuka, Kazumasa, Sugiyama, Maki, Okube, Eiji, Ito
  • 学会等名: The 8th Conference of the Asian Crystallographic Association
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20071104-07
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Ionic conduction of CuI phases at high pressure and temperature (2007)
  • 著者名/発表者名: O. Ohtaka, 他
  • 学会等名: 21th AIRAPT, International Conference on High Pressure Science and Technology
  • 発表場所: Catania,Italy
  • 年月日: 20070917-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Local structure and effective potential in Agl under high pressure and high temperature (2007)
  • 著者名/発表者名: Akira Yoshiasa, 他
  • 学会等名: 21th AIRAPT, International Conference on High Pressure Science and Technology
  • 発表場所: Catania,Italy
  • 年月日: 20070917-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Oxidation state and effective pair potential of Fe4+ions in pervskite-type SrFeO3 annealed under high oxygen pressure (2007)
  • 著者名/発表者名: Yuki Furukawa, 他
  • 学会等名: 21th AIRAPT, Inteiational Conference on High Pressure Science and Technology
  • 発表場所: Catania,Italy
  • 年月日: 20070917-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Temperature dependence of EXAFS Debye-Waller factor in the high pressure perovskite SrGeO3 (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Hashimoto, 他
  • 学会等名: 21th AIRAPT, International Conference on High Pressure Science and Technology
  • 発表場所: Catania,Italy
  • 年月日: 20070917-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Site preference of cations and structural variation in MgA12-xBxO4 supinel solid solution under high pressure (2007)
  • 著者名/発表者名: Sunsuke Sakai, 他
  • 学会等名: 21th AIRAPT, International Conference on High Pressure Science and Technology
  • 発表場所: Catania,Italy
  • 年月日: 20070917-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Local structure around noble gas in terrestrial oxides (2007)
  • 著者名/発表者名: Okube, 他
  • 学会等名: 21th AIRAPT, International Conference on High Pressure Science and Technology
  • 発表場所: Catania,Italy
  • 年月日: 20070917-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Temperature dependence of EXAFS Debye-Waller factor in the high pressure perovskite SrGeO3 (2007)
  • 著者名/発表者名: Takafumi, Hashimoto, Akira, Yoshiasa, Masahiko, Sugahara, Hiroshi, Arima, Hiroshi, Fukui, Kei-ichiro, Murai, Maid, Okube
  • 学会等名: 21th AIRAPT, International Conference on High Pressure Science and Technology
  • 発表場所: Catania, Italy
  • 年月日: 20070917-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Site preference of cations and structural variation in MgA12-xBxO4 supinel solid solution under high pressure (2007)
  • 著者名/発表者名: S., Sakai, A., Yoshiasa, T., Hashimoto, M., Okube, A., Nakatsuka, E., Ito.
  • 学会等名: 21th AIRAPT, International Conference on High Pressure Science and Technology
  • 発表場所: Catania, Italy
  • 年月日: 20070917-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Local structure around noble gas in terrestrial oxides (2007)
  • 著者名/発表者名: Maid, Okube, Eiji Ito, Takuya, Matsumoto, Akira, Yoshiasa
  • 学会等名: 21th AIRAPT, International Conference on High Pressure Science and Technology
  • 発表場所: Catania, Italy
  • 年月日: 20070917-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Oxidation state and effective pair potential of Fe4+ ions in perovskite-type SrFeO3 annealed under high oxygen pressure (2007)
  • 著者名/発表者名: Yuld, Furukawa, Akira, Yoshiasa, Takafumi, Hashimoto, Maid, Okube, Akihiko, Nakatsuka
  • 学会等名: 21th AIRAPT, International Conference on High Pressure Science and Technology
  • 発表場所: Catania, Italy
  • 年月日: 20070917-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Local structure and effective potential in AgI under high pressure and high temperature (2007)
  • 著者名/発表者名: Akira, Yoshiasa, Hiroshi, Arima, Hiroshi, Fukui, Osamu, Ohtalca, Osamu, Kamishima, Okube, Maki, Yoshinori, Katayama
  • 学会等名: 21th AIRAPT, International Conference on High Pressure Science and Technology
  • 発表場所: Catania, Italy
  • 年月日: 20070917-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Ionic conduction of CuI phases at high pressure and temperature (2007)
  • 著者名/発表者名: Osamu, Ohtaka, Yoshinori, Itakura, Hiroshi, Arima, Takumi, Kikegawa, Akira, Yoshivasa
  • 学会等名: 21th AIRAPT, International Conference on High Pressure Science and Technology
  • 発表場所: Catania, Italy
  • 年月日: 20070917-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Sungle crystal structure analysis and crystal chemistry of CaIrO3 (2007)
  • 著者名/発表者名: Sugahara, et. al.
  • 学会等名: Japan Geoscience3 Union Meeting 2007
  • 発表場所: Makuhari Chiba
  • 年月日: 20070500
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Pressure induced coordination number changes an effects of chemical composition in liquid Germanate (2007)
  • 著者名/発表者名: Arima, et. al.
  • 学会等名: Japan Geoscience3 Union Meeting 2007
  • 発表場所: Makuhari Chiba
  • 年月日: 20070500
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] CaIrO3の単結晶構造解析と結晶化学 (2007)
  • 著者名/発表者名: 菅原 正彦, 他
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2007年大会
  • 発表場所: 千葉幕張メッセ
  • 年月日: 2007-05-12
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] 液体ジャーマネートの圧力誘起配位数変化と化学組成の影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 有馬 寛, 他
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2007年大会
  • 発表場所: 千葉幕張メッセ
  • 年月日: 2007-05-12
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 日本結晶学会誌「入門講座I」 (2007)
  • 著者名/発表者名: 吉朝 朗, 他
  • 総ページ数: 650
  • 出版者: 日本結晶学会編
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より