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2022 年度 実績報告書

X線非弾性散乱法による下部マントル条件での含鉄ブリッジマナイトの結晶弾性定数測定

研究課題

研究課題/領域番号 19H02004
研究機関公益財団法人高輝度光科学研究センター

研究代表者

福井 宏之  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 精密分光推進室, テニュアトラック研究員 (90397901)

研究分担者 米田 明  大阪大学, 大学院理学研究科, 招へい研究員 (10262841)
芳野 極  岡山大学, 惑星物質研究所, 教授 (30423338)
中塚 晃彦  山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (80294651)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードブリッジマナイト / 弾性波速度 / X線非弾性散乱 / 下部マントル / 単結晶 / ダイヤモンドアンビルセル
研究実績の概要

本研究では下部マントル手法構成物質である含鉄ブリッジマナイトの単結晶弾性定数を高圧下において測定し、下部マントル地震波構造の特徴を説明する物質科学的なモデルを提案するkとを目指し、高圧下でのブリッジマナイト単結晶へのX線非弾性散乱を実施した。試料としては、鉄やアルミニウムに富む中央海嶺玄武岩組成の出発物質から高圧下で合成したブリッジマナイト単結晶が得られた。この試料に対するX線非弾性散乱測定を50万気圧まで実施することができた。当初の目的では100万気圧を目指していたが、残念ながらこの目標は達成できていない。しかしながら、ブリッジマナイトに加えてタンタル単結晶でも50万気圧下での測定ができるようになった。本研究以前では20万気圧が圧力上限であったことを考えると、本研究により測定可能な圧力領域を大きく拡張できたといえよう。
本課題の研究期間中に、研究代表者の所属変更や研究分担者の離職などがあったため、データ解析やそれに基づく議論は完全に終了しておらず、本実験結果がどのような知見を与えるかを述べることはまだできない。近く結果を纏めて論文として投稿する。
本研究課題において我々が開発した「遠隔操作型ダイヤモンドアンビルセル加圧・加熱制御装置」を用いてDAC内部の試料を750Kに加熱した状態で加圧することに成功した。この技術は別の研究へも応用することが可能であるため、今後活用していきたいと考えている。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Lattice constants and magnetism of L10-ordered FePt under high pressure2023

    • 著者名/発表者名
      Sawada S.、Okai K.、Fukui H.、Takahashi R.、Ishimatsu N.、Maruyama H.、Kawamura N.、Kawaguchi S.、Hirao N.、Seki T.、Takanashi K.、Ohmura S.、Wadati H.
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 122 ページ: 152406

    • DOI

      10.1063/5.0139441

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sound velocity of hexagonal close-packed iron to the Earth’s inner core pressure2022

    • 著者名/発表者名
      Ikuta Daijo、Ohtani Eiji、Fukui Hiroshi、Sakai Takeshi、Ishikawa Daisuke、Baron Alfred Q. R.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 ページ: 7211

    • DOI

      10.1038/s41467-022-34789-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sound Velocity Measurements of B2‐Fe‐Ni‐Si Alloy Under High Pressure by Inelastic X‐Ray Scattering: Implications for the Composition of Earth's Core2022

    • 著者名/発表者名
      Dominijanni S.、McCammon C. A.、Ohtani E.、Ikuta D.、Sakamaki T.、Ishii T.、Criniti G.、Dubrovinsky L. S.、Khandarkhaeva S.、Fedotenko T.、Glazyrin K.、Uchiyama H.、Fukui H.、Baron A. Q. R.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 49 ページ: e2021GL096405

    • DOI

      10.1029/2021gl096405

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Single crystal elasticity and equation of state of tantalum up to 54 GPa2022

    • 著者名/発表者名
      Fukui Hiroshi、Yoneda Akira、Kamada Seiji、Uchiyama Hiroshi、Hirao Naohisa、Baron Alfred Q. R.
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 132 ページ: 055902

    • DOI

      10.1063/5.0089667

    • 査読あり
  • [学会発表] Single Crystal Elasticity by Inelastic X-ray Scattering udner extreme conditions2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi FUKUI
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Inelastic X-ray Scattering - IXS2022
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] X-ray Raman Scattering on high-pressure samples: so far and the future2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi FUKUI
    • 学会等名
      第63回高圧討論会

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公開日: 2023-12-25  

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