強力パルス中性子源を活用した超高圧物質科学の開拓

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19GS0205
• 研究種目: 学術創成研究費
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 鍵 裕之 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (70233666)
• 研究分担者: 山室 修 東京大学, 物性研究所, 准教授 (20200777) ; 上床 美也 東京大学, 物性研究所, 准教授 (40213524) ; 近藤 忠 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20252223) ; 奥地 拓生 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (40303599) ; 佐々木 重雄 岐阜大学, 工学部機能材料工学科, 教授 (30196159) ; 平井 寿子 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究 センター, 特命教授 (60218758) ; 長壁 豊隆 日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (80354900) ; 有馬 寛 東北大学, 金属材料研究所・ランダム構造物質学研究部門, 助教 (60535665) ; 小松 一生 東京大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (50541942)
• 連携研究者: 大藤 弘明 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 准教授 (80403864)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• キーワード: 水素 / 水 / 高圧 / 中性子 / 地球 / 惑星

研究概要

地球深部や惑星内部に存在しうる水、氷、鉱物中の水素などの構造を解析することを目的とした超高圧条件における中性子回折実験を、J-PARCに建設された強力パルス中性子源を活用しながら実現した。体積の小さな超高圧条件の試料に効率よく中性子を集光するスーパーミラー管を新たに製作し、ナノ多結晶ダイヤモンドなどを利用した新規高圧発生装置を開発し、中性子をプローブとする超高圧物質科学の地平を拓くことに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a new P-T controlling system for neutron scattering experiments (2013)
  • 著者名/発表者名: Komatsu K., Moriyama M., Koizumi T., Nakayama K., Kagi H., Abe J. and Harjo S.
  • 雑誌名: High Pressure Research 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] An opposed-anvil type apparatus with an optical window and a wide-angle aperture for neutron diffraction (2012)
  • 著者名/発表者名: Iizuka R., Yagi T., Gotou H., Komatsu K. andKagi H
  • 雑誌名: High Pressure Research 巻: 32 ページ: 430-441
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutron powder diffraction of small-volume samples at high pressure using compact opposed-anvil cells and focused beam (2012)
  • 著者名/発表者名: Okuchi T., Sasaki S., Ohno Y., Abe J., Arima H., Osakabe T., Hattori T., Sano-Furukawa A., Komatsu K., Kagi H., Utsumi W., Harjo S., Ito T. and Aizawa K
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 377 ページ: 012013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure responses ofportlandite and H-D isotope effects on pressure-induced phase transitions (2011)
  • 著者名/発表者名: Iizuka R., Kagi H., Komatsu K., Ushijima D., Nakano S., Sano-Furukawa A., Nagai T. and Yagi T
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of Minerals 巻: 38 ページ: 777-785
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acubic-anvil high-pressure device for pulsed neutron powder diffraction (2010)
  • 著者名/発表者名: Abe J., Arakawa M., Hattori T., Arima H., Kagi H., Komatsu K., Sano A., Uwatoko Y., Matsubayashi K., Harjo S., Moriai A., Ito T., Aizawa K., Arai M. and Utsumi W
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 81 ページ: 043910
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micro-/nanostructural investigation of laser-cut surfaces of single- and polycrystalline diamonds (2010)
  • 著者名/発表者名: Ohfuji H., Okuchi T., Odake S., Kagi H., Sumiya H. and Irifune T
  • 雑誌名: Diamond and Related Materials 巻: 19 ページ: 1040-1051
  • 査読あり
• [雑誌論文] Change in compressiblility of delta-AlOOH and delta-AlOOD: symmetrization of hydrogen bond and isotope effect (2009)
  • 著者名/発表者名: Sano-Furukawa A., Kagi H., Nagai T., Nakano S., Fukura S., Ushijima D., Iizuka R., Ohtani E. and Yagi T
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 94 ページ: 1255-1261
  • 査読あり
• [雑誌論文] Designing an elliptical supermirror guide for the material science beamline of J-PARC, Neutron powder diffraction under high pressure at J-PARC (2009)
  • 著者名/発表者名: Arima H., Komatsu K., Ikeda K., Hirota K. and Kagi H
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 巻: 600 ページ: 71-74
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laser micromachining of the super-hard nano-polycrystalline diamond (2009)
  • 著者名/発表者名: Okuchi T., Ohfuji H., Odake S., Kagi H., Nagatomo S., Sugata M. and Sumiya H
  • 雑誌名: Applied Physics A: Mat. Sci. Process 巻: 96 ページ: 833-842
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutron powder diffraction under high pressure at J-PARC (2009)
  • 著者名/発表者名: Utsumi W., Kagi H., Komatsu K., Arima H., Nagai T., Okuchi T., Kamiyama T., Uwatoko Y., Matsubayasi K. and Yagi T
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 巻: 600 ページ: 50-52
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure dependence of the hydrogen-bond geometry in topaz-OD from neutron powder diffraction (2008)
  • 著者名/発表者名: Komatsu K., Kagi H., Marshall W.G., Kuribayasi T., Parise J.B. and Kudoh Y
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 93 ページ: 217-227
  • 査読あり
• [雑誌論文] 極低温用超小型キューックアンル圧力発生装置の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 上床美也、松林和幸、松本武彦、阿曽尚文、西正和、藤原哲也、辺土正人、 田幡諭史、高木克啓、田渡正史、 鍵裕之
  • 雑誌名: 日本高圧力学会誌 巻: 18 ページ: 230-236
  • 査読あり
• [学会発表] Launching PLANET beamline for neutron diffraction studies on deep-earth and planetary materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Kagi H
  • 学会等名: IUCr Commission on High Pressure Meeting
  • 発表場所: ホテルレークビュー水戸水戸市
  • 年月日: 2012-09-24
• [学会発表] Neutron diffraction studies on deep earth and planetary materials (基調講演) (2011)
  • 著者名/発表者名: Kagi H
  • 学会等名: 1^<st> Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering (AOCNS)
  • 発表場所: つくば国際会議場つくば市
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] High-pressure beamline (PLANET) at the spallation neutron source in J-PARC (招待講演 ) (2010)
  • 著者名/発表者名: Kagi H
  • 学会等名: IUCr Commission on High Pressure Meeting
  • 発表場所: アメリカ合衆国
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] High-pressure beamline (PLANET) at the spallation neutron source, J-PARC (招待講演) (2009)
  • 著者名/発表者名: Kagi H., Hattori T., Arima H., Abe J., Arakawa M., Komatsu K., Okuchi T., Utsumi W. and Yagi T
  • 学会等名: AGU Fall meeting
  • 発表場所: アメリカ合衆国
  • 年月日: 2009-12-15
• [学会発表] 地球内部関連物質の分光学的研究(第4回鉱物科学会賞受賞講演、招待講演) (2009)
  • 著者名/発表者名: 鍵裕之
  • 学会等名: 日本鉱物科学会
  • 発表場所: 北海道大学 札幌市
  • 年月日: 2009-09-09
• [備考]
  • URL: http://www.eqchem.s.u-tokyo.ac.jp