高分解能非弾性X線散乱法を利用した超臨界金属流体の特異な動的挙動の解明

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20244061
• 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: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 乾 雅祝 広島大学, 大学院・総合科学研究科, 教授 (40213136)
• 研究分担者: 星野 公三 広島大学, 大学院・総合科学研究科, 教授 (30134951) ; 梶原 行夫 広島大学, 大学院・総合科学研究科, 助教 (20402654)
• 連携研究者: 細川 伸也 広島工業大学, 工学部, 教授 (30183601)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 金属-非金属転移 / 超臨界流体 / 動的構造 / 静的構造 / 構造物性 / 液体金属 / 溶融塩

研究概要

孤立原子が凝集して金属になる過程を理解するため、高温高圧下で体積を膨張させた流体水銀や流体A_<S2>S_<E3>などの金属流体を対象に高分解能非弾性X線散乱測定を行い、原子、分子のダイナミクスを調べた。またX線回折とX線小角散乱実験を行い、原子間相互作用や中距離相関に関する知見を得た。これらの結果から、原子が個別運動するか集団運動するかで、伝導電子の役割が変化することが明らかになってきた。

研究成果

• [雑誌論文] First example of multi-scale reverse Monte Carlo modeling for small-angle scattering experimental data using reverse mapping from coarse-grained particles to atoms (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Hagita, R.L.McGreevy, T.Arai, M.Inui, K.Matsuda, K.Tamura
  • 雑誌名: J.Phys.: Condens. Matter 22 ページ: 404215(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] X線非弾性散乱による流体ダイナミクスの研究(解説) (2010)
  • 著者名/発表者名: 乾雅祝、梶原行夫、松田和博、石川大介、筒井智嗣、アルフレッド バロン
  • 雑誌名: 放射光 Vol.23、No.4 ページ: 219-228
• [雑誌論文] Small-angle x-ray scattering and density measurements of liquid Se_<50>-Te_<50> mixture at high temperatures and high pressures using synchrotron radiation (2010)
  • 著者名/発表者名: Y Kajihara, M Inui, K Matsuda, Y Tomioka
  • 雑誌名: J.Phys.Conf.Ser. 215 ページ: 012078(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wide angle X-ray scattering measurements of supercritical water using synchrotron radiation (2010)
  • 著者名/発表者名: M Inui, Y Kajihara, Y Azumi, K Matsuda, K Tamura
  • 雑誌名: J.Phys.Conf.Ser. 215 ページ: 012090(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Icosahedral ordering in liquid iron studied via x-ray scattering and Monte Carlo simulations (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Inui, K.Maruyama, Y.Kajihara, M.Nakada
  • 雑誌名: Phy.Rev. B80 ページ: 180201(R)(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acoustic Phonons in Molten NaI (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Hosokawa, F.Demmel, W.-Ch.Pilgrim, M Inui, S.Tsutsui, A.Q.R.Baron
  • 雑誌名: Electrochemistry 77 ページ: 608-610
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transverse Acoustic Excitations in Liquid Ga (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Hosokawa, M.Inui, Y.Kajihara, K.Matsuda, T.Ichitsubo, W.-C.Pilgrim, H.Sinn, L.E.Gonzalez, D.J.Gonzalez, S.Tsutsui, A.Q.R.Baron
  • 雑誌名: Phy.Rev.Lett. 102 ページ: 105502(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamical inhomogeneity of liquid Te near the melting temperature proved byinelastic x-ray scattering measurements (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Kajihara, M.Inui, S.Hosokawa, K.Matsuda, A.Q.R.Baron
  • 雑誌名: J.Phys.: Condens. Matter 20 ページ: 494244(7)
  • 査読あり
• [雑誌論文] High frequency dynamics in liquid nickel : An inelastic x-ray scattering study (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Cazzato, T.Scopigno, S.Hosokawa, M.Inui, W.-C. Pilgrim, G.Ruocco
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 128 ページ: 234502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Collective dynamics and de Gennes narrowing in polymeric liquid Se : High-resolution inelastic x-ray scattering (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Inui, S.Hosokawa, K.Matsuda, S.Tsutsui, A.Q.R.Baron
  • 雑誌名: Phys.Rev. B77 ページ: 224201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Damping of the collective modes in liquid Fe (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Hosokawa, M.Inui, K.Matsuda, D.Ishikawa, A.Q.R.Baron
  • 雑誌名: Phys.Rev. B77 ページ: 174203
  • 査読あり
• [雑誌論文] Collective dynamics of A_<S2>S_3 glass investigated by inelastic X-ray scattering (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Hosokawa, K.Matsuishi, M.Inui, Y.Kajihara, S.Tsutsui, A.Q.R.Baron
  • 雑誌名: J.Non-Cryst.Solids 354 ページ: 2715-2718
  • 査読あり
• [学会発表] 高温高圧下の液体水銀の非弾性X線散乱実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 乾雅祝, 梶原行夫, 中村惇平, 松田和博, 八尾誠, 石川大介, 筒井智嗣, アルフレッド・バロン
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟市
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] 液体-液体相転移に伴うゆらぎと「速い音速」現象 (2011)
  • 著者名/発表者名: 梶原行夫, 乾雅祝, 松田和博
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟市
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] 高温高圧下の超臨界流体イオウの動的構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 乾雅祝, 梶原行夫, 石川大介, 筒井智嗣, アルフレッド・バロン, 細川伸也, 松田和博, 田村剛三郎
  • 学会等名: 第24回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 2011-01-10
• [学会発表] Fast sound and liquid-liquid phase transitions : liquid water and liquid chalcogen systems (2010)
  • 著者名/発表者名: 梶原行夫, 石川大介, 乾雅祝, 松田和博, 筒井智嗣, アルフレッド・バロン
  • 学会等名: 第7回非弾性X線散乱国際学会
  • 発表場所: グルノーブル市,フランス
  • 年月日: 20101011-20101014
• [学会発表] Structure of expanded liquid sulfur studied by ab initio molecular dynamics simulations (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Munejiri, F.Shimojo, K.Hoshino, M.Inui
  • 学会等名: 第14回液体及びアモルファス金属国際会議
  • 発表場所: ローマ市,イタリア
  • 年月日: 20100712-20100716
• [学会発表] Optic phonon modes in a molten salt (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Hosokawa, M.Inui, T.Bryk, I.Mryglod, F.Demmel, W.-C.Pilgrim, Y.Kajihara, K.Matsuda, M.Yao, Y.Ohmasa, S.Tsutsui, A.Q.R.Baron
  • 学会等名: 第14回液体及びアモルファス金属国際会議
  • 発表場所: ローマ市,イタリア
  • 年月日: 20100712-20100716
• [学会発表] X-ray Comptonscattering measurements of liquid silicon (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Matsuda, T.Nagao, M.Inui, Y.Kajihara, J.Nakamura, K.Tamura, M.Yao, M.Itou, Y.Sakurai
  • 学会等名: 第14回液体及びアモルファス金属国際会議
  • 発表場所: ローマ市,イタリア
  • 年月日: 20100712-20100716
• [学会発表] 放射光を用いた超臨界流体イオウの高分解能非弾性X線散乱測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 乾雅祝, 梶原行夫, 石川大介, 筒井智嗣, アルフレッド バロン, 細川伸也, 松田和博, 田村剛三郎
  • 学会等名: 第51回高圧討論会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2010-10-22
• [学会発表] 液体ならびに超臨界流体イオウの高分解能非弾性X線散乱測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 乾雅祝, 梶原行夫, 石川大介, 筒井智嗣, アルフレッド バロン, 細川伸也, 松田和博, 田村剛三郎
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 堺市
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] 金属領域における流体水銀のX線回折測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 乾雅祝, 梶原行夫
  • 学会等名: 物理学会秋季大会
  • 発表場所: 堺市
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] Effects of system size and inner-core 2p states on melting of dense sodium at high pressure : ab initio molecular-dynamics simulation (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Yamane, F.Shimojo, K.Hoshino
  • 学会等名: 第14回液体及びアモルファス金属国際会議
  • 発表場所: ローマ市,イタリア
  • 年月日: 2010-07-16
• [学会発表] Inelastic x-ray scattering measurements of liquid chalcogen and chalcogenide at high temperatures and high pressures (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Inui, Y.Kajihara, K.Matsuda, S.Hosokawa, K.Tamura, M.Yao, Y.Tsuchiya, D.Ishikawa, S.Tsutsui, A.Q.R.Baron
  • 学会等名: 第14回液体及びアモルファス金属国際会議
  • 発表場所: ローマ市,イタリア
  • 年月日: 2010-07-16
• [学会発表] Chain geometries in expanded liquid S_<E80>T_<e20> mixture near the semiconductor to metal transition (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Maruyama, H.Endo, H.Hoshino, Y.Kajihara, M.Nakada, S.Sato
  • 学会等名: 第14回液体及びアモルファス金属国際会議
  • 発表場所: ローマ市,イタリア
  • 年月日: 2010-07-12
• [学会発表] Static and dynamical inhomogeneity at liquid-liquid phase transition of Se-Te mixtures (2010)
  • 著者名/発表者名: 梶原行夫, 乾雅祝, 松田和博, 石川大介, 筒井智嗣, アルフレッド・バロン
  • 学会等名: 第14回液体及びアモルファス金属国際会議
  • 発表場所: ローマ市,イタリア
  • 年月日: 2010-07-12
• [学会発表] Transverse acoustic phonon excitations in liquid metals (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Hosokawa, M.Inui, Y.Kajihara, K.Matsuda, Y.Ohmasa, M.Yao, T.Ichitsubo, W.-C.Pilgrim, H.Sinn, L.E.Gonzalez, D.J.Gonzalez, S.Tsutsui, A.Q.R.Baron
  • 学会等名: 第14回液体及びアモルファス金属国際会議
  • 発表場所: ローマ市,イタリア
  • 年月日: 2010-07-12
• [学会発表] 高温高圧下における液体As_2Se_3の非弾性X線散乱測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 乾雅祝, 梶原行夫, 松田和博, 細川伸也, 八尾誠, 石川大介, 筒井智嗣, アルフレッド・バロン
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 2010-03-22
• [学会発表] 放射光を利用した液体鉄のX線回折測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 乾雅祝, 丸山健二, 梶原行夫, 中田克
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 熊本市
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] Wide and small angle X-ray scattering measurements of supercritical water using synchrotron radiation (2009)
  • 著者名/発表者名: 乾雅祝, 梶原行夫, 安住康志, 松田和博, 田村剛三郎
  • 学会等名: AIRAPT2009
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-07-22
• [学会発表] 放射光を利用した超臨界流体イオウのX線回折ならびにX線小角散乱測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 乾雅祝, 細川伸也, 梶原行夫, 松田和博, 安住康志, 田村剛三郎
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] Collective Dynamics in Molten CuCl Observed by High-Resolution Inelastic X-ray Scattering at SPring-8 (2008)
  • 著者名/発表者名: 乾雅祝, 梶原行夫, 松田和博, 細川伸也, 筒井智嗣, アルフレッド・バロン
  • 学会等名: Joint Symposium on Molten Salts
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2008-10-20
• [学会発表] イオン性液体の非弾性X線散乱 (2008)
  • 著者名/発表者名: 乾雅祝
  • 学会等名: 物理学会秋季大会
  • 発表場所: 盛岡市
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] Static and Dynamic Structure of Supercritical Fluid Metals (2008)
  • 著者名/発表者名: 乾雅祝, 石川大介, 松田和博, 梶原行夫, 田村剛三郎
  • 学会等名: New opportunities and challenges for liquid and amorphous materials science
  • 発表場所: グルノーブル市,フランス
  • 年月日: 2008-09-03
• [備考]
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/masinui/index.html