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2008 年度 実績報告書

Fe系物質の超高圧下での挙動と最下部マントル〜内核の物質科学

研究課題

研究課題/領域番号 20001005
研究機関愛媛大学

研究代表者

入舩 徹男  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (80193704)

研究分担者 土屋 卓久  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 准教授 (70403863)
大藤 弘明  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 助教 (80403864)
臼井 祐介  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, グローバルCOE研究員 (70435824)
肥後 祐司  愛媛大学, (財)高輝度光科学研究センター・利用研究促進部門, 研究員 (10423435)
キーワード固体地球物理学 / 超高圧実験 / 地球・惑星内部 / 第一原理計算 / マントル・核
研究概要

超高硬度ナノ多結晶ダイヤモンド(ヒメダイヤ)の良質化に取り組み、不純物の特定をおこなった。この結果、これが原料のグラファイトに混在していたタングステンであることが明らかになり、他の高純度グラファイトを用いることによりこの点は大きく改善された。また、既存の高圧装置で可能な大型化に取り組み、5mm程度のヒメダイヤの合成を可能にした。更に平成21年3月末に新しく導入した世界最大のマルチアンビル装置の立ち上げをおこない、ヒメダイヤの更なる大型化に向けた技術開発をおこないつつある。一方で、焼結ダイヤモンドアンビルを用いた高温高圧発生技術に基づき、パイロライト組成の50GPa程度までの圧力下での相転移実験およびFe分配実験をおこなうとともに、Fe_2O_3-Al_2O_3系の相関係に関しても実験を開始した。また6-8-2加圧方式を用いた高温高圧実験技術により100GPa、1500K程度までの実験を可能にし、下部マントル関連物質のX線その場観察をおこないつつある。更に、ヒメダイヤをDACに応用し、100GPa領域で5000K程度の高温発生に成功し、通常の単結晶に比べて加熱効率が良いという結果を得るとともに、圧力発生効率においてもヒメダイヤのほうが高いという結果も得ている。またDACを利用したFeおよびFe-S、Fe-Si系の相関係実験を開始し、同時に第一原理計算グループによる結晶構造探査プログラムの開発を進め、核領域におけるFe系物質の安定相と相関係の決定をおこないつつある。

  • 研究成果

    (34件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 18件) 学会発表 (16件)

  • [雑誌論文] Unified analyses for P-V-T equation of state of MgO : A solution for pressure-scale problems in High P-T experiments2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Tange
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. 114

      ページ: B03208

    • 査読あり
  • [雑誌論文] EFFects of Si on the elastic property of Fe at Earth' s inner core pressures : First principles, study2009

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuchiya
    • 雑誌名

      Phys. Earth Planet. Inter. (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pulsed laser processing of nano-polycrystalline diamond : A comparative study with single crystal diamond2009

    • 著者名/発表者名
      S. Odake
    • 雑誌名

      Diamond and Related Materials (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Raman spectroscopic study of K?lingunite at various pressures and temperatures2009

    • 著者名/発表者名
      L. Liu
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Minerals (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrahard diamond indenter prepared from nanopolycrystalline diamond2008

    • 著者名/発表者名
      H. Sumiya
    • 雑誌名

      Rev. Sci. Instrum 79

      ページ: 056102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Density profiles of pyrolite and MORB compositions across the 660 km seismic discontinuity2008

    • 著者名/発表者名
      T. Sanehira
    • 雑誌名

      High Press. Res. 28

      ページ: 335-349

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of the multi-anvil assembly 6-6 for DIA and D-DIA type high-pressure apparatuses2008

    • 著者名/発表者名
      N. Nishiyama
    • 雑誌名

      High Press. Res. 28

      ページ: 307-314

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure generation to 80 GPa, using multianvil apparatus withsintered diamond anvils2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Tange
    • 雑誌名

      High Press. Res. 28

      ページ: 245-254

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploratory study of the new B- doped diamond heater at high pressure and temperature and its application to in situ XRD experiments on hydrous Mg- silicate melt2008

    • 著者名/発表者名
      A. Yamada
    • 雑誌名

      High Press. Res. 28

      ページ: 255-264

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase transition and compression behavior of phase D up to 46 GPa using multi-anvil apparatus with sintered diamond anvils2008

    • 著者名/発表者名
      T. Shinmei
    • 雑誌名

      High Press. Res. 28

      ページ: 363-373

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure generation in a 6-8-2 type multi-anvil system : A performance test for third-stage anvils with various diamonds2008

    • 著者名/発表者名
      T. Kunimoto
    • 雑誌名

      High Press. Res. 28

      ページ: 237-244

    • 査読あり
  • [雑誌論文] First principles prediction of new high pressure phase of InOOH2008

    • 著者名/発表者名
      J. Tsuchiya
    • 雑誌名

      J. Min. Petrol. Sci. 103

      ページ: 116-120

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elastic properties of phase D (MgSi_2O_6H_6) under pressure2008

    • 著者名/発表者名
      J. Tsuchiya
    • 雑誌名

      Phys. Earth Planet. Inter. 170

      ページ: 215-220

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin transition of iron in the Earth' s lower mantle2008

    • 著者名/発表者名
      J. -F. Lin
    • 雑誌名

      Earth Planet. Inter. 170

      ページ: 248-259

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Post-perovskite phase equilibria in the MgSiO_3-Al_2O_3 system2008

    • 著者名/発表者名
      J. Tsuchiya
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 105

      ページ: 19162-19164

    • 査読あり
  • [雑誌論文] New high-pressure B2 phase of FeS above 180 Gpa2008

    • 著者名/発表者名
      N. Sata
    • 雑誌名

      Am. Min. 93

      ページ: 492-494

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evidence of seismic anisotropy and a lower temperature condition in the D" layer beneath Pacific Antarctic Ridge in the Antarctic Ocean2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Usui
    • 雑誌名

      Phys. Earth Planet. Inter. 167

      ページ: 205-216

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synhesis of new cubic C_3N_4 and diamond-like BC_3 phases under high pressure and high temperature2008

    • 著者名/発表者名
      P. V. Zinin
    • 雑誌名

      J. Phys : Condense. Series 121

      ページ: 062002

    • 査読あり
  • [学会発表] Deformation experiments of polycrystalline sintered diamond materials in the DDIA with HIMEDIA pistons2008

    • 著者名/発表者名
      N. Nishiyama
    • 学会等名
      AGU FALL MEETING
    • 発表場所
      San Francisco, CA, USA
    • 年月日
      2008-12-19
  • [学会発表] First principles study on elastic, thermodynamic and vibrational properties of MgGeO_3 post-perovskite2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Usui
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2008-12-18
  • [学会発表] Perovskite and post perovskite phase relation in the MgSiO_3-Al_2O_3 system2008

    • 著者名/発表者名
      J. Tsuchiya
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2008-12-18
  • [学会発表] Unified analyses for P-V-Tequation of state of MgO : A solution for pressure-scale problems in High P-T experiments2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Tange
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2008-12-18
  • [学会発表] Shear wave splitting in Lutzow-Holm Bay, East Antarctica : an effect of active or fossil upper mantle flow2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Usui
    • 学会等名
      7th General Assembly of Asian Seismological Commission and Seismological Soceity of Japan, 2008 Fall meeting
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2008-12-18
  • [学会発表] Equation of State of MgSiO_3 Perovskite Based on A New MgC Pressure-Scale2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Tange
    • 学会等名
      AGU FALL MEETING
    • 発表場所
      San Francisco, CA, USA
    • 年月日
      2008-12-18
  • [学会発表] Phase equilibrium and structural properties in the Ca-Al-Si-O systems up to the P, T conditions of the Earth' s lowermost transition zone2008

    • 著者名/発表者名
      S. Greaux
    • 学会等名
      AGU FALL MEETING
    • 発表場所
      San Francisco, CA, USA
    • 年月日
      2008-12-18
  • [学会発表] Iron partitioning in pyrolite and its relevance to the spin transition in magnesiowusitite under the lower mantle P-T conditions2008

    • 著者名/発表者名
      T. Irifune
    • 学会等名
      AGU FALL MEETING
    • 発表場所
      San Francisco, CA, USA
    • 年月日
      2008-12-18
  • [学会発表] Phase transition and density changes in pyrolite up to 50 GPa using multianvil apparatus with sintered diamond anvils2008

    • 著者名/発表者名
      T. Shinmei
    • 学会等名
      AGU FALL MEETING
    • 発表場所
      San Francisco, CA, USA
    • 年月日
      2008-12-18
  • [学会発表] Density profile and Fe-Mg partitioning change in pyrolite under the lower mantle condition2008

    • 著者名/発表者名
      T. Shinmei
    • 学会等名
      AGU FALL MEETING
    • 発表場所
      San Francisco, CA, USA
    • 年月日
      2008-12-18
  • [学会発表] Dynamical effects of ionic size fluctuation : Ab initio and numerical simulations study2008

    • 著者名/発表者名
      P. Tsuchiya
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2008-12-17
  • [学会発表] Developments of high-pressure deformation apparatuses at GRC, Ehime Univ. MADONNA and Drickamer-cell2008

    • 著者名/発表者名
      N. Nishiyama
    • 学会等名
      TANDEM
    • 発表場所
      Matsuyama, Japan
    • 年月日
      2008-11-24
  • [学会発表] Development of ultra-high pressure generation tec. And performance test with various diamond using a 6-8-2 type multi-anvil apparatus2008

    • 著者名/発表者名
      T. Kunimoto
    • 学会等名
      TANDEM
    • 発表場所
      Matsuyama, Japan
    • 年月日
      2008-11-24
  • [学会発表] Toward melting experiments to 50 GPa and 4000k using a kawai apparatus with sintered diamond anvils2008

    • 著者名/発表者名
      T. Kawazoe
    • 学会等名
      TANDEM
    • 発表場所
      Matsuyama, Japan
    • 年月日
      2008-11-24
  • [学会発表] Phase relation of FeAIO_3 at high pressure and temperature2008

    • 著者名/発表者名
      K. Wada
    • 学会等名
      TANDEM
    • 発表場所
      Matsuyama, Japan
    • 年月日
      2008-11-24
  • [学会発表] The role of ab-initio computations in Earth structure2008

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuchiya
    • 学会等名
      Workshop on ab initio calculations in geosciences
    • 発表場所
      Cracow, Poland
    • 年月日
      2008-10-23

URL: 

公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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