| 研究課題/領域番号 |
24540520
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
松井 正典 兵庫県立大学, 生命理学研究科, 名誉教授 (90125097)
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| 研究分担者 |
肥後 祐司 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (10423435)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 放射光実験 / スピン転移 / 超音波測定 / フェロペリクレイス / 超高圧高温 / 下部マントル |
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| 研究実績の概要 |
放射光Ｘ線、超音波速度測定装置、焼結ダイヤモンドアンビルを組み合わせて、フェロペリクレイス（以下FP）の弾性波速度測定を行った。試料の化学組成は (Mg0.8Fe0.2)Oと(Mg0.5Fe0.5)Oの2種類用意した。試料は予め高圧プレスで焼結し、超音波加工機またはレーザー加工機で円筒形に加工した。FPのスピン転移の観察には40GPa以上の超高圧の発生が必要なため、2段目アンビルに細粒の焼結ダイヤモンドを用いた。アンビルのトランケーションサイズは1.5mmで、ヒーターにはTiB2 (+BN)を使用した。また、バッファーロッドにはアルミナ(Al2O3)を使用し、アルミナの結晶格子体積変化から圧力値を見積もった。
実験は大型放射光施設SPring-8のBL04B1に設置の川井型高圧発生装置SPEED-Mk2を使用した。超音波エコーの測定には高感度超音波エコー測定システムを使用した。常温にて慎重に加圧を行い、高圧セル内の差応力を緩和させるために荷重1MN、4MN、5MNにて約800℃まで加熱を行った。最高荷重5MN・圧力50GPaまで加圧した。Ｘ線回折パターンから、すべての圧力温度範囲でFP単相であることを確認した。超音波エコーは高圧セルが非常に小さいため、入力信号と超音波エコー信号の時間間隔が非常に短く、S/Nが非常に悪い。ハイパスフィルターなどのデータ解析を行うことで、試料両端の超音波エコーが確認できた。(Mg0.5Fe0.5)Oの試料において圧力40GPa以上で試料端面の超音波エコー強度に大きな変化があり、約40GPaで音響インピーダンスコントラストの変化が推定される。このことは約40GPaで何らかの弾性率変化が存在することが示唆される。今後更なる研究によって、こうした弾性率変化とスピン転移の関係を明らかにする。
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