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2012 年度 実施状況報告書

プラズモン観測による膨張金属流体中の電子ダイナミクスの解明

研究課題

研究課題/領域番号 24540401
研究種目

基盤研究(C)

研究機関京都大学

研究代表者

松田 和博  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50362447)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード液体金属 / 非弾性散乱 / 電子状態
研究概要

本研究は、金属の温度圧力を制御し、気液共存線に沿って連続的な低密度化を実現しながら、その電子状態の変化を解明することである。対象はアルカリ金属である。金属流体を低密度化しながらX線非弾性散乱測定を行うためには、試料を高温条件下で安定に保持し、かつ精度の高い散乱スペクトルを得ることの可能な試料セルを開発する必要がある。本年度は、X線非弾性散乱測定用のセル開発を行った。セルはX線透過窓材のモリブデン箔を、流体試料厚み(数100ミクロン)の狭小間隔で配置した構造である。試料はその空間に保持される。X線透過窓には、独自の工程で作製した単結晶モリブデン箔を用いた。最大の技術的課題は、極薄箔のパイプへの気密溶接である。各部品の接合には、新たに電子ビーム溶接手法を採用し、20ミクロン程度の極薄単結晶モリブデン箔をパイプ形状のセル母材に気密接合することに成功した。このセルの昇温テストを実施し、1000℃までの耐久性を確認した。

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

本研究課題において、試料セルの完成に必要な要素技術の確立は重要である。今年度は、セル設計、セルを構成する各部品の開発、および気密溶接技術開発(電子ビーム溶接を利用した極薄薄膜の気密溶接工程の開発)を実施した。X線を用いた散乱実験に必要とされる仕様をおおむね達成することが出来た。

今後の研究の推進方策

作製した試料セルに液体試料を導入する高信頼な技術を確立し、アルカリ金属流体のプラズマ振動モードの観測に向けた研究を推進する。大型放射光施設SPring-8において、放射光を用いたX線非弾性散乱測定の実施を予定している。ビームライン担当者と協力しながら実施する。測定は、プラズモンの観測が可能な比較的低散乱ベクトル領域に集中する。得られたスペクトルにおけるプラズモン励起ピークからプラズマ振動数と線幅、およびそれらの波数依存性を決定する。

次年度の研究費の使用計画

高精度のX線散乱測定に向けた試料セル技術の開発は継続して実施する。従って、セル作製代に経費を用いる。同時に、高信頼の試料導入技術の確立とX線非弾性散乱実験の測定を行う。そのための消耗品や旅費等への出費を予定している。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2013 2012

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

  • [雑誌論文] Chemical order in liquid As2Se3 at high temperatures obtained by X-ray scattering and reverse Monte Carlo modeling2013

    • 著者名/発表者名
      Masanori Inui, Yukio Kajihara, Koji Kimura, Takayuki Fukumaru, Kazuhiro Matsuda, Makoto Yao
    • 雑誌名

      Journal of Non-Crystalline Solids

      巻: 366 ページ: 22-29

    • DOI

      10.1016/j.jnoncrysol.2013.01.035

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Density fluctuations at the continuous liquid-liquid phase transition in chalcogen systems2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Kajihara, M. Inui, K. Matsuda, T. Nagao, and K. Ohara
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 86 ページ: 214202-1-4

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.86.214202

    • 査読あり
  • [学会発表] アルカリ金属流体のX線コンプトン散乱測定2012

    • 著者名/発表者名
      松田 和博
    • 学会等名
      第53回高圧討論会
    • 発表場所
      大阪大学会館
    • 年月日
      20121107-20121109
  • [学会発表] Compton scattering study of expanded fluid alkali metals2012

    • 著者名/発表者名
      K. Matsuda
    • 学会等名
      14th International Conference on the Physics of Non-ideal Plasmas
    • 発表場所
      Rostock, Germany
    • 年月日
      20120909-20120914
  • [学会発表] Inelastic X-ray Scattering Study of Plasmons in Solid and Liquid Rb2012

    • 著者名/発表者名
      K. Kimura
    • 学会等名
      14th International Conference on the Physics of Non-ideal Plasmas
    • 発表場所
      Rostock, Germany
    • 年月日
      20120909-20120914
  • [学会発表] X-ray Compton Scattering Measurements of Expanded Fluid Alkali Metals2012

    • 著者名/発表者名
      K. Matsuda
    • 学会等名
      Sagamore XVII Conference on Electron Charge, Spin and Momentum Densities
    • 発表場所
      Hokkaido, Japan
    • 年月日
      20120715-20120720
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-24  

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