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2011 年度 実施状況報告書

遷移金属水素化物の電子状態における水素の効果の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23760670
研究機関広島大学

研究代表者

石松 直樹  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (70343291)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2013-03-31
キーワード金属水素化物 / X線吸収
研究概要

アーク溶解によってPd金属およびPdの隣接元素であるRhまたはAgを加えた合金を作製し,それらの水素化作業を進めた.RhまたはAgが25 at.%までの水素化試料の作製に成功し,15 at.%までではRhが多いほど水素の含有量が多いことが分かった.しかしRhが15 at.%以上となった場合,水素化が全く進行しないことも新たに分かった.これらの試料について,L2,3吸収端XASを広島大学の放射光施設HiSORで測定し,水素化前後のd軌道の電子状態を調べた.Pd金属の場合,水素化後にwhite-lineと呼ばれる吸収プロファイルが減少し,また,white-lineより高エネルギー側に新たなピークが出現した.前者は4dバンドの非占有状態密度が減少することを示し,後者は水素との反結合準位の形成を示唆する.また,最近の測定によってAgとRhを混ぜた合金試料についてPd金属と異なるスペクトルが観測されており,現在解析中である.平成23年度の後半には,これらの実験結果を成果の一つとして学会・研究会等で発表した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成23年度はアーク溶解によってPd金属,およびRhまたはAgを加えた合金試料を作製し,それらの水素化を順調に進められた.また,RhまたはAgの濃度と水素濃度との関係は,d電子数と水素化物の安定性との相関とみなせると期待できる.HiSORで進めたL3吸収端XAS測定では,Pd金属の場合,期待されたスペクトル形状の変化が観測された.一方,AgとRhについては予測とは異なるスペクトルが観測に成功しており,この結果からd電子数と水素化物の安定性との相関,水素化物が安定なPdと不安定なAgとRhの電子状態の相異を解明できると期待される.以上のように概ね順調に新たな実験結果が得られている.

今後の研究の推進方策

Pdと異なるAgとRhのXASスペクトルの原因解明のために,多重散乱理論を用いた計算コード(FEFF)によるXASのシミュレーションを進める.また研究を3d遷移金属に拡張するために,Pd-Fe,Pd-Ni合金等を作製し,これらの水素化を試みる.得られた水素化試料についてHiSORのBL-14においてL吸収端XASを測定し,Feのd電子状態に対する水素の効果を調べる.この結果をPdの結果と比較する.さらに,ダイヤモンドアンビルセルを用いて高圧下で水素化させたGdFeラーベス相化合物の磁気円二色性測定を実施する.SPring-8のBL39XUを利用する.FeとGdサイトの磁性の相互作用と水素化の影響を求める.京都で行われる金属水素化物の国際会議MH2012や物理学会等に参加し,積極的な成果公開を進める.得られた結果の論文執筆を進める.

次年度の研究費の使用計画

水素化セルの改良機を製作し,水素化とその場でのX線回折測定を円滑な作業としたい.Pd等の金属材料を購入する.GdFeラーベス相化合物の磁気円二色性測定のビームタイム使用料に用いる.金属水素化物の国際会議MH2012や物理学会等の参加費に用いる.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2012

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] 高圧下XMCD測定による極限条件下の磁性研究:3d遷移金属・水素化物を例として2012

    • 著者名/発表者名
      石松直樹
    • 学会等名
      多重極限物質科学研究センター・シンポジウム
    • 発表場所
      兵庫県立大学
    • 年月日
      2012年3月28日
  • [学会発表] Electronic Structure and Magnetism of Fe, Co, Ni hydrides under High Pressure: an XMCD Study2012

    • 著者名/発表者名
      石松直樹
    • 学会等名
      Workshop on Physics of Hydrogen in Materials
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2012年1月30日

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公開日: 2013-07-10  

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