液体－液体相転移のゆらぎに対する光誘起効果～Ｘ線測定手法の開発

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26610116
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 梶原 行夫 広島大学, 総合科学研究科, 助教 (20402654)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: ゆらぎ / 液体－液体相転移 / 非弾性Ｘ線散乱 / 超音波 / 高圧

研究実績の概要

当初の予定を変更して、今年度は低温液体の「ゆらぎ」測定（超音波および非弾性Ｘ線散乱＝IXSによる音速測定）を行った。
(1)水－プロパノール混合系の超音波測定：前年度作成した低温液体用超音波装置を用いて、水－２プロパノール混合系の超音波測定を行った。メタノール、エタノールとの混合系同様、音速の組成依存性に極大が現れた。また極大が現れるモル濃度は、系統的にアルキル基の長さが長くなるほど、小さくなることがわかった。
(2)液体水－メタノール混合系のIXS測定：大型放射光施設SPring-8を利用してIXS測定を行った。超音波音速とは異なり、得られたIXS音速は組成・温度に対してほぼ直線的な振る舞いを示した。また、我々が「ゆらぎ」の指標として定義する、速い音速度合い（IXS音速／超音波音速の比）は、低メタノール・低温領域ほど大きな値を示し、本系の音波異常が、水（単体）の過冷却域に存在する液体－液体相転移臨界点のゆらぎによるものであるとの説を支持する結果となった。
(3)液体水－グリセロール混合系のIXS測定：常温での組成依存性を調査した。得られたIXS音速は、超音波音速とは異なり、組成によらずほぼ一定値を示した。結果、速い音速度合いは、低グリセロールほど大きな値を示し、上記一価アルコール混合系と同じ解釈が出来ることがわかった。
(3)低温高圧液体用Ｘ線測定容器の開発：-100℃、500気圧程度で使用可能な高圧容器の開発を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Critical Indices ν and γ Experimentally Obtained at the Liquid-Vapor Critical Point in Fluid Hg (2016)
  • 著者名/発表者名: Masanori Inui, Yukio Kajihara, Koji Ohara, Kazuhiro Matsuda, Daisuke Ishikawa, and Shinya Hosokawa
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 85 ページ: 035001
  • DOI: 10.7566/JPSJ.85.035001
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Anomalous dispersion of the acoustic mode in liquid Bi (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Inui, Y. Kajihara, S. Munejiri, S. Hosokawa, A. Chiba, K. Ohara, S. Tsutsui, and A. Q. R. Baron
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 92 ページ: 054206
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.92.054206
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] X-ray Compton scattering experiments for fluid alkali metals at high temperatures and pressures (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Matsuda, T. Fukumaru, K. Kimura, K. Tamura, M. Katoh, Y. Kajihara, M. Inui, M. Yao, M. Itou and Y. Sakurai
  • 雑誌名: AIP Conf. Proc. 巻: 1673 ページ: 020004
  • DOI: 10.1063/1.4928258
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inelastic x-ray scattering studies on dynamic structure factor of polymeric liquid Se under pressure (2015)
  • 著者名/発表者名: Masanori Inui, Yukio Kajihara, Koji Kimura, Kazuhiro Matsuda, Koji Ohara, Satoshi Tsutsui, Daisuke Ishikawa and Alfred Q. Baron
  • 雑誌名: AIP Conf. Proc. 巻: 1673 ページ: 020002
  • DOI: 10.1063/1.4928256
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inelastic X-ray Scattering Study on Plasmon Dispersion in Liquid Cs (2015)
  • 著者名/発表者名: Koji Kimura, Kazuhiro Matsuda, Nozomu Hiraoka, Yukio Kajihara, Tetsu Miyatake, Yotaro Ishiguro, Toru Hagiya, Masanori Inui, and Makoto Yao
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 84 ページ: 084701
  • DOI: 10.7566/JPSJ.84.084701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microscopic Elastic Properties of Polycrystalline Mg85Zn6Y9 Alloy with Long-Period Stacking Ordered 18R Phase Investigated by Inelastic X-ray Scattering (2015)
  • 著者名/発表者名: Shinya Hosokawa, Michiaki Yamasaki, Yoshihito Kawamura, Masanori Inui, Yukio Kajihara, Satoshi Tsutsui, Alfred Q. R. Baron
  • 雑誌名: Materials Transactions 巻: 56 ページ: 914-916
  • DOI: 10.2320/matertrans.MH201409
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transverse excitations in liquid Fe, Cu and Zn (2015)
  • 著者名/発表者名: S Hosokawa, M Inui, Y Kajihara, S Tsutsui and A Q R Baron
  • 雑誌名: J. Phys.: Condens. Matter 巻: 27 ページ: 194104
  • DOI: 10.1088/0953-8984/27/19/194104
  • 査読あり
• [学会発表] 液体水－グリセロール混合系の非弾性Ｘ線散乱測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 梶原行夫、柴田菜々子、乾雅祝、松田和博、筒井智嗣
  • 学会等名: 日本物理学会第71会年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学（仙台市）
  • 年月日: 2016-03-20
• [学会発表] 水－メタノール混合系の非弾性Ｘ線散乱測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 柴田菜々子、梶原行夫、温水啓、乾雅祝、筒井智嗣
  • 学会等名: 日本物理学会第71会年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学（仙台市）
  • 年月日: 2016-03-20
• [学会発表] Ｘ線測定用低温高圧液体装置の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 梶原行夫、温水啓、温水啓、乾雅祝、山口敏男、吉田亨次、石川大介
  • 学会等名: 第５６回高圧力討論会
  • 発表場所: 広島アステールプラザ（広島市）
  • 年月日: 2015-11-10
• [学会発表] 水－アルコール系の熱力学異常・再考：水－メタノール／プロパノール混合系の超音波測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柴田菜々子、温水啓、梶原行夫、乾雅祝
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学（吹田市）
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] 水－アルコール系の熱力学異常・再考：低温液体メタノールの非弾性Ｘ線散乱測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 梶原行夫、乾雅祝、柴田菜々子、筒井智嗣、A.Q.R.Baron
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学（吹田市）
  • 年月日: 2015-09-15
• [備考] 梶原行夫ホームページ
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/kajihara/index.html