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2012 年度 実績報告書

超高圧試料の精密揺動技術が拓くその場粉末X線構造解析の新局面

研究課題

研究課題/領域番号 22340164
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

遊佐 斉  独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (10343865)

研究分担者 平尾 直久  公益財団法人高輝度光科学研究センター, その他部局等, 研究員 (70374915)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード鉱物物理 / X線回折技術 / 高圧物質科学
研究概要

本研究では、高圧装置中の試料に対しガンドルフィーカメラ型多軸揺動を施し、粗粒の粒子からも均質な回折強度を得ることを試み、高圧下X線回折実験に付随する、回折粒子統計の問題を解決することを目的としている。
我々はガンドルフィーカメラ類似の揺動機構を備えた、DAC用多軸揺動装置を考案・開発し、同時に新設計された高開口角DACとともに、装置を放射光実験施設(SPring-8, BL-04B2およびBL-10XU)に導入して、既知物質を用いて実際にデータを取得、動作試験および装置全体の評価をおこなってきた。本年に於いては、第一に、揺動動作の機械的シーケンスの追究を、その統計的意義付けとともにおこなった。エバルト球上の、同一経路を通過しないような、動作をプログラミングで再現し、解析した結果、対象結晶物質の回折多重度には依るものの、低エミッタンスの放射光X線源を用いたとしても、概ね±4度程度の3次元揺動を繰り返すことで、回折に寄与する粒子統計は、2桁以上改善されることを明らかにした。こういった、効果的な揺動機構により、本年は、各種の高圧下試料に対し、構造精密化の実験をおこなった。独立な原子パラメーターの少ないルチル構造(MgF2)から対称性の低いBi2O3構造等で揺動効果が確かめられた他、新規高配向超硬物質ReN2やWNの圧縮率決定実験等においても大きな効果を発揮した。その一方、液相から成長した氷VI相への構造解析については、回折粒子数が数粒という極端に限られた状態での実験となったため、困難が生じた。本年は、その問題を克服するために、アンビル回折点を避けながら、より広角度までの揺動を可能にする揺動同期シャッターシステムを導入した。現在、その同期プログラムを開発中であり、今後の展開も大きく期待される。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Perovskite to postperovskite transitions in NaNiF3 and NaCoF3 and disproportionation of NaCoF3 postperovskite under high pressure and high temperature2012

    • 著者名/発表者名
      H. Yusa, Y. Shirako, M. Akaogi, H. Kojitani, N. Hirao, Y. Ohishi, T. Kikegawa
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 51 ページ: 6659-6566

    • DOI

      DOI:10.1021/ic300118d

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of rhenium nitride crystals with MoS2 structure2012

    • 著者名/発表者名
      F. Kawamura, H. Yusa, T. Taniguchi
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 100

    • DOI

      DOI: 10.1063/1.4729586

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A perovskitic lower mantle inferred from high-pressure, high-temperature sound velocity data2012

    • 著者名/発表者名
      M. Murakami, Y. Ohishi, N. Hirao, K. Hirose
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 485 ページ: 90-94

    • DOI

      DOI: 10.1038/nature11004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高圧実験と計算の協奏研究:セスキ酸化物の高密度高配位相探索2012

    • 著者名/発表者名
      遊佐 斉
    • 雑誌名

      マテリアルインテグレーション

      巻: 25 ページ: 40-45

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of superlattice structure cI16 of phosphorus P-VI phase at 340 GPa2012

    • 著者名/発表者名
      T. Sugimoto, Y. Akahama, H. Fujihisa, Y. Ozawa, H. Fukui, N. Hirao, Y. Ohishi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 86 ページ: 024109

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.86.024109

    • 査読あり
  • [学会発表] DAC粉末X線回折における試料の多軸揺動効果2012

    • 著者名/発表者名
      遊佐 斉、平尾直久、大石泰生、森 嘉久、瀬戸雄介
    • 学会等名
      第53回高圧討論会
    • 発表場所
      大阪大学会館(大阪市)
    • 年月日
      20121107-20121109
  • [学会発表] NaMF3(M=Co,Ni)のポストペロブスカイト転移2012

    • 著者名/発表者名
      遊佐斉、白子雄一、赤荻正樹、 糀谷浩、平尾直久、大石泰生、 亀掛川卓美
    • 学会等名
      第53回高圧討論会
    • 発表場所
      大阪大学会館(大阪市)
    • 年月日
      20121107-20121109
  • [学会発表] Recent progresses in high-pressure research with diamond-anvil cell at SPring-82012

    • 著者名/発表者名
      N. Hirao, Y. Ohishi
    • 学会等名
      Joint 2012 COMPRES Annual Meeting & High-Pressure Mineral Physics Seminar-8 (HPMPS8)
    • 発表場所
      Lake Tahoe, CA (USA)
    • 年月日
      20120709-20120713
    • 招待講演
  • [学会発表] DAC多軸揺動X線回折装置の開発2012

    • 著者名/発表者名
      遊佐 斉、平尾直久、大石泰生、森 嘉久
    • 学会等名
      日本地球惑星連合 2012年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉市)
    • 年月日
      20120520-20120525
  • [産業財産権] 六方晶窒化タングステンの合成方法2013

    • 発明者名
      川村史朗、遊佐斉、谷口尚
    • 権利者名
      物質・材料研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-023983
    • 出願年月日
      2013-02-12
  • [産業財産権] 六方晶窒化タングステンの合成方法及び六方晶窒化タングステン2012

    • 発明者名
      川村史朗、遊佐斉、谷口尚
    • 権利者名
      物質・材料研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2012-226541
    • 出願年月日
      2012-10-12

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公開日: 2014-07-24  

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