膨張・低密度化液体Ｓｅの構造相転移－鎖分子とｖｏｉｄ分布に現れる「ゆらぎ構造」－

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23540441
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 丸山 健二 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (40240767)
• 連携研究者: 大鳥 範和 新潟大学, 自然科学系, 教授 (20272859) ; 川北 至信 独立行政法人日本原子力研究開発機構, J-PARC センター, 研究員 (50264015)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 液体の構造変化 / 液体カルコゲン / 半導体－金属転移 / 高分子の構造変化

研究概要

液体セレンは温度・組成変化によって半導体－金属転移を生じる。この転移の機構を構造の観点から明らかにするためにSPring８を用いて高温高圧下でのX線散乱測定を行い、転移領域における構造測定に成功した。このデータを元に逆モンテカルロ法により3次元構造モデルを構成することに成功した。
得られた、構造モデルをもとに、鎖構造の変化について詳細な解析を行った。とくに、ラセン鎖からジグザグ鎖への構造変化を明らかにするための手法を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Packing of Tetrahedral Hg_4 Blocks and Distribution of Interstitial Voids in Expanded Liquid Hg (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenji Maruyama, Hirohisa Endo, Hideoki Hoshino, Friedrich Hensel, Takashi Odagaki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 82巻 ページ: 124605-1-6
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.124605
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modification of the sampling algorithm for reverse Monte Carlo modeling with an insufficient data set (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Sato and Kenji Maruyama
  • 雑誌名: J. Phys. : Condens. Matter 巻: 25巻 ページ: 454208
  • DOI: 10.1088/0953-8984/25/45/454208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Key experimental information on intermediate-range atomic structures in amorphous Ge2Sb2Te5 phase change material (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinya Hosokawa, Wolf-Christian Pilgrim, Astrid Höhle, Daniel Szubrin, Nathalie Boudet, Jean-Francois Bérar and Kenji Maruyama
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 111巻 ページ: 083517
  • DOI: 10.1063/1.3703570
  • 査読あり
• [雑誌論文] A partial structure factor investigation of the bulk metallic glass Zr63Ni25Al12 as studied by using a combination of anomalous X-ray scattering and reverse Monte Carlo modeling (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinya Hosokawa, Jean-Francois Bérar, Nathalie Boudet, Shinji Kohara, Wolf-Christian Pilgrim, Maike Joester, Jens Stellhorn, Anita Zeidler, Kenji Maruyama, Toshio Nasu, Wei Zhang and Hidemi Kato
  • 雑誌名: International Journal of Materials Research 巻: 103巻 ページ: 1108-1112
  • DOI: 10.3139/146.110774
  • 査読あり
• [雑誌論文] QENS Studies on the Dynamics in Aqueous One-Propanol Solutions with KCl (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Maruyama, S. Ohno, M. Nakada
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. Suppl 巻: 82巻 ページ: SA012
  • DOI: 10.7566/JPSJS.82SA.SA012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unified Effect of Hydrophobic Hydration on tire Dynamics and the Structure of Water Molecules in Lower Alcohol Aqueous Solutions (2011)
  • 著者名/発表者名: Masaru Nakada, Kenji Maruyama, Osamu Yamamuro, Tatsuya Kikuchi, and Masakatsu Misawa
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80巻 ページ: 044604-1-6
  • DOI: 10.1143/JPSJ.80.044604
  • 査読あり
• [学会発表] Chain geometries and voids in expanded liquid Se near the semiconductor-nonmetal transition (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Maruvama, S. Sato, H. Endo H. Hoshino, and Y. Suzuki
  • 学会等名: 9th Liquid Matter Conference
  • 発表場所: リスボン(ポルトガル)
  • 年月日: 20140721-25
• [学会発表] The electronic structure characterized by the packing of tetrahedral blocks in expanded liquid Hg (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Sato, K. Maruyama, H. Endo, aud H. Hoshino
  • 学会等名: 9th Liquid Matter Conference - Liquids 2014
  • 発表場所: リスボン(ポルトガル)
  • 年月日: 20140721-25
• [学会発表] 膨張・低密度液体Se のらせん→ジグザグ, リング鎖形態変化とvoid分布 (2014)
  • 著者名/発表者名: 丸山健二, 佐藤慧, 鈴木佑輔, 遠藤裕久, 星野英興, F. Hensel
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] 逆モンテカルロモデリングに生じる非物理的な配置を解消するための新サンプリング法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤慧, 丸山健二
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] 水銀の構造モデルに対する電子状態計算 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤慧, 丸山健二, 遠藤裕久, 星野英興
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] 流体Se の金属化における構造変化II (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸山健二, 佐藤慧, 鈴木佑輔, 遠藤裕久, 星野英興, F. Hensel
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] 流体Seの金属化における構造変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸山健二, 佐藤慧, 鈴木佑輔, 遠藤裕久, 星野英興, F. Hensel
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学, 東広島市
  • 年月日: 2013-03-25
• [学会発表] 混合系に好適な逆モンテカルロ法における修正サンブリングアルゴリズム (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸山健二, 佐藤慧
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学(東広島市)
  • 年月日: 2013-03-25
• [学会発表] Development of RMC methods applicable to liquids with cnvalent bonds (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Maruyama
  • 学会等名: RMC5
  • 発表場所: ブダペスト(ハンガリー)
  • 年月日: 20120920-22
• [学会発表] The new constraint for RMC modelling to create physical structural configuration for multi-component systems (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Sato and K. Maruyama
  • 学会等名: RMC5
  • 発表場所: ブダペスト(ハンガリー)
  • 年月日: 20120920-22
• [学会発表] 膨張・低密度化液体Hg における四面体ブロックとvoidII (2012)
  • 著者名/発表者名: 丸山健二, 遠藤裕久, 星野英興, F. Hensel, 小田垣孝
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関四学院大学酋宮上ケ原キャンパス
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] 液体Se における半導体一金属転移-鎖とvoid 分布に現れる濃度ゆらぎ-2 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤慧, 遠藤裕久, 星野英興, F. Hensel, 丸山健二, 鈴木佑輔
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関四学院大学酋宮上ケ原キャンパス
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] 膨張・低密度化液体Hg における四面体ブロックとvoid (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸山健二, 遠藤裕久, 星野英興, F. Hensel, 小田垣孝
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 低級アルコール水溶液における疎水性水和効果の温度依存性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中田克, 丸山健二, 大野哲史, 山室修, 古府麻衣了, 菊地龍弥
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Network of tetrahedral Hg4 blocks in expanded liquid Hg (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenji Maruyama, Hirohisa Endo, Hideaki Hoshino, Fricdrich Hensel, and Takashi Odagaki
  • 学会等名: The eighth Liquid Matter Conference
  • 発表場所: Universitat Wien, Wien, Austria
  • 年月日: 2011-09-09
• [学会発表] Short and intermediate-range structure analysis for liquid Cs-Au mixtures by using Reverse Monte Carlo modeling (2011)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Sato and Kenji Maruyama
  • 学会等名: The eighth Liquid Matter Conference
  • 発表場所: Universitat Wien, Wien, Austria
  • 年月日: 2011-09-09