2021 年度研究成果報告書

地球内核の積層欠陥エネルギー

研究課題

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研究課題/領域番号	20K22365
研究種目	研究活動スタート支援
配分区分	基金
審査区分	0204:天文学、地球惑星科学およびその関連分野
研究機関	東京工業大学
研究代表者	五味斎東京工業大学, 地球生命研究所, 特任助教 (10876171)
研究期間 (年度)	2020-09-11 – 2022-03-31
キーワード	内核 / 積層欠陥エネルギー / KKR-CPA
研究成果の概要	本研究では(1)地球の内核圧力におけるB2 FeSiの規則・不規則転移温度の推定、(2)水素に飽和した面心立方構造鉄水素化物(fcc FeH)に対する磁性と状態方程式の関係、(3)水素に飽和していない面心立方構造鉄(fcc FeHx, 0 < x < 1)に対する磁性と状態方程式の関係についてKKR-CPA法を用いて第一原理計算を行った。以下の結論が得られた。(1)B2 FeSiの規則・不規則転移温度は非常に高く、内核では不規則化が起きない。(2)強磁性を仮定したfcc FeHの計算が、室温の実験をよく再現する。(3)常磁性を仮定したfcc FeHxの計算が、高温の実験をよく再現する。
自由記述の分野	高圧地球科学
研究成果の学術的意義や社会的意義	地球の中心部分は、360万気圧以上の高圧力がかかっているのみならず、5000℃程度の高温状態になっている。このような高温条件では、物質は化学的・構造的・磁気的に不規則な状態が熱力学的に安定になる可能性がある。本研究では、こういった不規則の効果が、地球や惑星の深部条件でどのような影響をもたらすのかを明らかにした。