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2008 年度 実績報告書

金属-非金属転移流体のダイナミクス~ゆらぎを切り口とした相転移記述の試み~

研究課題

研究課題/領域番号 20740223
研究機関広島大学

研究代表者

梶原 行夫  広島大学, 総合科学研究科, 助教 (20402654)

キーワード液体金属 / 相転移 / ゆらぎ / 非弾性X線散乱 / X線小角散乱 / 金属-非金属転移 / ダイナミクス
研究概要

近年になり、金属-非金属転移を起こす流体(液体)系では、その転移領域で特徴的なスローダイナミクスを呈することが実験的に明らかとなってきた。本研究では、このようなダイナミクスを「動的ゆらぎ」として捉え、ゆらぎの観点から金属-非金属転移の相転移としての位置づけを行うことを試みる。
今年度は、最終的に包括的な議論を行う上で重要となる、以下2つの参照系を対象として、大型放射光施設SPring-8での測定を行った。
1. セレンーテルル混合液体系の金属-非金属転移領域における静的ゆらぎ
このようなゆらぎは既に25年以上前に予想され、これまでいくつかのグループが観測を試みていたが、信頼の置けるデータは得られていなかった。今回セレン50-テルル50混合系について広い温度(<1000℃)圧力(<1800気圧)範囲でのX線小角散乱測定を行い、転移に伴うメゾスケールの静的密度ゆらぎの変化の直接観測に初めて成功した。今回得られた密度ゆらぎの大きさは、超音波速度の変化から間接的に見積もられていたものよりはるかに小さく、このようなゆらぎは「静的」と「動的」で大きく異なる側面を持つことが明らかとなった。
2. 超臨界水のダイナミクス
非弾性X線散乱測定を行い、超臨界水の高周波数ダイナミクスを調べた。気体-液体臨界点に近づくにつれ、本測定から得られる「高周波数音速」と(超音波測定から得られる)マクロな音速との相違(=「正の分散」)が次第に大きくなることが確認され、この「正の分散」が臨界ゆらぎを特徴づける一つのパラメータと成りうることが分かった。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Dynamical inhomogeneity of liquid Te near the melting temperature proved by inelastic x-ray scattering measurements2008

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

      J. Phys.: Condens. Matter 20

      ページ: 494244(1-7)

    • 査読あり
  • [学会発表] 放射光を利用した液体Se50-Te50混合系の高温高圧下のX線小角散乱および密度測定2009

    • 著者名/発表者名
      梶原行夫
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      立教大学池袋キャンパス
    • 年月日
      2009-03-29
  • [学会発表] 液体シリコンのX線小角散乱測定および密度測定2008

    • 著者名/発表者名
      梶原行夫
    • 学会等名
      日本高圧力学会
    • 発表場所
      姫路市
    • 年月日
      2008-11-13
  • [学会発表] 水銀-微量不純物系の超臨界領域における相分離挙動 : X線回折および蛍光X線分析2008

    • 著者名/発表者名
      梶原行夫
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2008-09-22

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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