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2015 年度 実績報告書

水素結合の対称化周辺圧力における内部構造変化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25400507
研究機関東北大学

研究代表者

栗林 貴弘  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20302086)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードδ-AlOOH / 圧力誘起相転移 / 含水素鉱物 / Al含有phase D / 水素結合の対称化 / 放射光X線単結晶回折
研究実績の概要

本研究では申請期間内に,1)δ-AlOOH相において水素結合の対称化はどの程度の圧力で起こり得るのか?2)生じる場合には,水素結合の対称化前後において構造的な相違や物理的性質の変化はどのように生じるのか?さらに,3)異なる化学組成を持ち同一の歪んだルチル型構造をとる鉱物群や類似する構造において,組成変化によって高圧下における水素結合の振る舞いは異なるのか?という3点を解明することを目標として研究を進めてきた.
1, 2)に関しては8 GPa付近での圧力誘起相転移を明らかにした(論文として公表).また,引き続き行った12 GPa付近までのX線回折実験からは厳密な意味での水素結合の対称化は確認できなかったが,最終形態へ移行しつつあることを確認することができた.また,水素結合様式の対比実験として,微量のAlとHを含有する無水鉱物のMgSiO3相に関した実験を進め,放射光共同利用実験や中性子回折実験から水素位置に関する情報を得た(論文準備中).これらの結果を受けて,最終年度は,2年目までに合成に成功しているAlを含有するphase D相に関する放射光共同利用(PAC. 2013G127, 2014G081)による単結晶放射光X線回折実験を行った.その結果,Alを固溶した場合での水素位置の精密化に成功し,構造が類似する鉱物種における水素結合様式について議論するための情報を得た.合わせて,微量のAlの席占有様式が明らかとなり,組成変化に伴う構造変化が生じることを新に明らかにした(論文準備中).なお,導入した偏光顕微鏡と画像記録システムにより,合成実験生成物の評価過程が大きく効率化された.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] OH defects in synthetic xenotime2016

    • 著者名/発表者名
      Abe, T., Kuribayashi, T. and Nakamura, M
    • 雑誌名

      European Journal of Mineralogy

      巻: 28 ページ: in press

    • DOI

      10.1127/ejm/2016/0028-2526

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of large and homogeneous single crystals of water-bearing minerals by slow cooling at deep-mantle pressures2015

    • 著者名/発表者名
      Okuchi, T., Purevjav, N., Tomioka, N., Lin, J-F., Kuribayashi, T., Schoneveld, T., Hwang, H., Dunkel, K., Sakamoto, N., Kawasaki, N. and Yurimoto, H
    • 雑誌名

      American Mineralogist

      巻: 100 ページ: 1483-1492

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] (Al, H)-bridgmaniteおよびAl-rich phase Dの精密構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      栗林貴弘,井上徹,長瀬敏郎
    • 学会等名
      第3回愛媛大学先進超高圧科学研究拠点シンポジウム
    • 発表場所
      愛媛大学(松山)
    • 年月日
      2016-02-23 – 2016-02-24
  • [学会発表] 地球マントル中での水の挙動:シンクロトロン単結晶構造解析からのアプローチ2015

    • 著者名/発表者名
      栗林貴弘, 中村友梨江, 長瀬敏郎, 井上徹
    • 学会等名
      東北放射光ワークショップ
    • 発表場所
      東北大学(仙台)
    • 年月日
      2015-12-14 – 2015-12-15
  • [学会発表] Phase D構造中へのAlの置換機構2015

    • 著者名/発表者名
      栗林貴弘,井上徹,長瀬敏郎
    • 学会等名
      高圧討論会
    • 発表場所
      広島アステールプラザ(広島)
    • 年月日
      2015-11-10 – 2015-11-12
  • [学会発表] 高圧含水鉱物の合成とそのキャラクタリゼーション2015

    • 著者名/発表者名
      井上徹,柿澤翔,C. Nao,藤野清志,栗林貴弘,長瀬敏郎,G. Steeve,肥後祐司,阪本直哉,圦本尚義,服部高典,佐野亜沙美
    • 学会等名
      高圧討論会
    • 発表場所
      広島アステールプラザ(広島)
    • 年月日
      2015-11-10 – 2015-11-12
    • 招待講演
  • [学会発表] Al-bearing phase Dの単結晶放射光X線構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      栗林貴弘,井上徹,長瀬敏郎
    • 学会等名
      日本鉱物科学会年会
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2015-09-25 – 2015-09-27
  • [学会発表] 合成モナズ石中のOH欠陥2015

    • 著者名/発表者名
      阿部健康,栗林貴弘,中村美千彦
    • 学会等名
      日本鉱物科学会年会
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2015-09-25 – 2015-09-27
  • [学会発表] Alに富む含水ブリッジマナイトの含水量の圧力依存性2015

    • 著者名/発表者名
      柿澤翔,井上徹,栗林貴弘,圦本尚義
    • 学会等名
      日本鉱物科学会年会
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2015-09-25 – 2015-09-27
  • [学会発表] The stability and water solubility of possible Al-bearing high pressure hydrous and nominally anhydrous minerals in the mantle2015

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue, S. Kakizawa, N. Cai, K. Fujino, T. Kuribayashi, T. Nagase, S. Greaux, Y. Higo, N. Sakamoto, and H. Yurimoto
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference
    • 発表場所
      Prague, Czech (プラハ,チェコ共和国)
    • 年月日
      2015-08-16 – 2015-08-21
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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