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本研究の目的は、波数空間での高分解能をもつ回折データを用いて原子配列や電子密度分布を計測し、無機物質とくに層状物質の性質を原子配列や電子分布の観測値から理解することである。令和2年度は、層状物質の電子密度分布の観測について成果発表に至らなかったが、ジルコニアナノ粒子合成その場観察の研究成果を論文発表した。我々が開発したその場観察装置を用いて、ナノ粒子の超臨界を含む水熱合成その場観察を行った。同じ前駆体を用いて、超臨界領域を含む13の温度と圧力の条件で大型放射光施設SPring-8 BL02B2ビームラインでナノ粒子合成中の原子配列の変化を追跡する放射光X線回折実験を行った。再現性のある時分割の放射光X線回折データを得ることができた。得られた時分割の回折データから、単斜晶相や正方晶相が出現する条件や粒子が成長しない条件があることがわかった。反応場である水の性質を調べて、温度と圧力で変化する水のイオン積によって合成される結晶相を系統的に説明できることがわかった。粒子サイズについても水のイオン積で分類できた。生体材料としても用いられるジルコニアナノ粒子において、水熱合成の条件と結晶相と粒子サイズの関係を明らかにした。
また、最先端の構造科学研究の情報収集のため、日本結晶学会と放射光学会のオンライン年会に参加した。原子配列と電子密度分布の観測やその場観察の情報を得た。ナノ粒子その場観察について、広く開かれたオンラインセミナーで情報を提供した。
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