| 研究課題/領域番号 |
22244068
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
吉朝 朗 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (00191536)
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| 研究分担者 |
奥部 真樹 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教 (10397060)
大高 理 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40213748)
奥寺 浩樹 金沢大学, 自然システム学系, 准教授 (50401881)
真下 茂 熊本大学, 学内共同利用施設等, 教授 (90128314)
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| 研究期間 (年度) |
2010-05-31 – 2015-03-31
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| キーワード | 鉱物・岩石 / 高温高圧融体 / 局所構造 / 精密構造解析 / 衝撃圧縮 / 惑星地球物質 / 天然ガラス |
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| 研究概要 |
高圧結晶や高圧融体の局所構造を日本先導の最新の科学技術により詳細に調べ、原子の動的挙動や物性発現機構を知り、地球惑星物質に凍結された高圧高温や衝撃圧縮等の履歴や惑星地球諸活動の読み取りを行うことが主たる目的である。放射光利用による高温高圧下その場観測実験と最新の構造解析法により、融体、不規則系の精密構造解析を行った。回折法とX 線吸収分析法等を併用した構造解析を同時に行うことで局所構造から中・長距離におよぶ総合情報を得ことで成果が得られた。本年度は、マントル鉱物や超高圧鉱物にみられる遷移金属元素の異常価数や低スピン状態、高温液体の密度が固体より大きい圧力領域で起こる元素分配の特異性、高圧下での微量元素の特異な席選択性等の本質について多くの成果が得られた。微量元素の酸化状態、配位環境、イオンの動的振る舞い、化学結合性等を高い精度で解析することができた。隕石衝突により形成されるテクタイトガラスには、超高温・衝撃圧縮情報がCaやZrの局所構造に凍結されている。クエンチ方法の差により極限状態がいかに凍結されたか検証できた。超高温で形成されたケイ酸塩融体が、急冷されることでZr等は珍しい配位席を占有し、多くの元素は低配位数をとっている。マントル鉱物や超高圧鉱物にみられる元素の常圧かでの状態に比べ高い配位数環境や異常に高い価数状況や低スピン状態、元素分配の特異性等の本質を解明している。ペロブスカイト型化合物の熱振動特性・静的分布とその鉱物学的重要性を明らかにした。ペロブスカイト型固溶体は、地球型惑星の物理的性質を知るうえで重要である。ペロブスカイト型結晶では、サイズが大きなカルシウムやマグネシウムイオンが、特異な熱振動特性・静的分布いる。ペロブスカイトグループは大きな局所的不規則性をもち、結晶状態であるために、特定席の特定イオンが局所的に静的な大きな変位をして構造を緩和している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
新たに３０００℃を超える超高温の研究に成功するなど、新しい成果が得られ、国際誌に投稿中が多くあり、新しい観測・測定・解析方法の開発が順調に進んだ。目的物の精度高い結果を得ることができ、世界に先導できていると判断できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
さらに対象物を広げて、研究を発展・展開してゆく。新たな挑戦として、さらに装置の高度化と手法の公表と広いユーザー確保に努力して、若手研究者・次世代の育成にも貢献したい。
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