液体表面に現れる音波モードの特殊性:X線非弾性散乱による観測

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26610118
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 細川 伸也 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (30183601)
• 研究分担者: 石川 大介 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 (00391855) ; 下條 冬樹 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (60253027)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: フォノンダイナミクス / 液体表面 / 液体金属 / 超高真空

研究実績の概要

本課題では、液体金属の清浄表面を10-8 Pa程度の超高真空下で作製し、超高エネルギー分解能X線非弾性散乱法を用いて、表面特有の原子ダイナミクス、特に励起されるフォノンの物性のバルクとの相違について詳しく探索することを目的としている。平成27年度までに測定用の真空容器を準備し、既存の排気装置を用いて超高真空条件を達成する予定であったが、排気装置の基幹部であるイオンポンプが故障したため実現できなかった。平成28年度はイオンポンプの修理を行って条件の実現を目指したが、再び故障が起きた。既存のポンプの排気容量の不足がその原因であることを突き止めた。その後、別予算で排気量が大きなイオンポンプを購入することができたので、それを用いて真空条件を達成でき、真空計その他の必要器具に動作確認も順調に行うことができた。また、大型放射光施設SPring-8での非弾性X線散乱実験の準備も、分担者をはじめとするビームラインの担当者との打ち合わせ等も終わり、実際の実験についての支障はないと思われる。今後は、既に作成の終わっている超高真空下での昇温システムおよび液体金属表面の清浄化ツールの動作確認を行った上で、実際にガリウムおよびスズなどの低融点金属を対象とした液体金属清浄表面のダイナミクスの実験研究の実現を目指す。特に、液体表面特有な層状構造とフォノン・ダイナミクスとの深い関係に焦点を絞って、研究を推し進める予定である。

研究成果

• [国際共同研究] マールブルク大学(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: マールブルク大学
• [雑誌論文] Inelastic X-ray scattering on liquid benzene analyzed using a generalized Langevin equation (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshida, N. Fukuyama, T. Yamaguchi, S. Hosokawa, H. Uchiyama, S. Tsutsui, and A. Q. R. Baron
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymmetrical bonding in liquid Bi disentangled by inelastic X- ray scattering (2017)
  • 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: European Physical Journal: Web of Conferences 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dispersion relations of the acoustic modes in divalent liquid metals (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Inui, Y. Kajihara, K. Kimura, K. Matsuda, T. Miyatake, A. Chiba, S. Hosokawa, S. Tsutsui, and A. Q. R. Baron
  • 雑誌名: European Physical Journal: Web of Conferences 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impurity effects in the microscopic elastic properties of polycrystalline Mg-Zn-Y alloys with a synchronized long-period stacking ordered phase (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Hosokawa, K. Kimura, M. Yamasaki, Y. Kawamura, K. Yoshida, M. Inui, S. Tsutsui, A. Q. R. Baron, Y. Kawakita, and S. Itoh
  • 雑誌名: Journal of Alloys and Compounds 巻: 695 ページ: 426-432
  • DOI: 10.1016/j.jallcom.2016.10.266
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phonon excitations in Pd40Ni40P20 bulk metallic glass by inelastic x-ray scattering (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Hosokawa, M. Inui, Y. Kajihara, T. Ichitsubo, K. Matsuda, H. Kato, A. Chiba, K. Kimura, K. Kamimura, S. Tsutsui, H. Uchiyama, and A. Q. R. Baron
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 879 ページ: 767-772
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.879.767
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 液体金属中の横波研究の現状 (2017)
  • 著者名/発表者名: 細川伸也
  • 学会等名: 不規則系物理学研究会
  • 発表場所: 京都大学理学部
  • 年月日: 2017-03-25 – 2017-03-26
  • 招待講演
• [学会発表] X線非弾性散乱による液体Hgの横波フォノン励起 (2017)
  • 著者名/発表者名: 細川伸也、乾雅祝、梶原行夫、千葉文野、筒井智嗣、Alfred Q. R. Baron
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス
  • 年月日: 2017-03-17 – 2017-03-20
• [学会発表] 非弾性X線散乱で観測した高温高圧下の液体Se50Te50の音響モード (2017)
  • 著者名/発表者名: 乾雅祝、梶原行夫、細川伸也、松田和博、土屋良海、内山裕士、筒井智嗣、アルフレッド バロン
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス
  • 年月日: 2017-03-17 – 2017-03-20
• [学会発表] X線非弾性散乱による単結晶Mg85Zn6Y9LPSO合金のフォノン励起の研究II (2017)
  • 著者名/発表者名: 細川伸也、木村耕治、Jens R. Stellhorn、吉田享次、萩原幸司、伊津野仁史、山崎倫昭、河村 能人、峯洋二、高島和希、内山裕士、筒井智嗣
  • 学会等名: 日本金属学会2017年春期講演大会
  • 発表場所: 首都大学東京南大沢キャンパス
  • 年月日: 2017-03-15 – 2017-03-17
• [学会発表] X線非弾性散乱による液体Hgの横波フォノン励起 (2017)
  • 著者名/発表者名: 細川伸也、乾雅祝、梶原行夫、千葉文野、筒井智嗣、Alfred Q.R. Baron
  • 学会等名: 第30回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 神戸芸術センター
  • 年月日: 2017-01-07 – 2017-01-09
• [学会発表] Microscopic elastic properties of single crystal Mg85Zn6Y9 alloy with long-period stacking ordered phase by inelastic x-ray scattering (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Hosokawa, J. R. Stellhorn, K. Kimura, K. Hayashi, K. Hagihara, H. Izuno, M. Yamasaki, Y. Kawamura, Y. Mine, K. Takashima, H. Uchiyama, and S. Tsutsui
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Long-Period Stacking Ordered Structure and Its Related Materials
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2016-12-04 – 2016-12-07
  • 国際学会
• [学会発表] 中性子非弾性散乱によるMg-Zn-Y合金のフォノン励起ーX線との比較 (2016)
  • 著者名/発表者名: 細川伸也
  • 学会等名: HRC研究会
  • 発表場所: KEK東海1号館
  • 年月日: 2016-11-14 – 2016-11-14
  • 招待講演
• [学会発表] X線非弾性散乱による単結晶Mg85Zn6Y9LPSO合金のフォノン励起の研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 細川伸也、Jens R. Stellhorn、木村耕治、林好一、吉田享次、萩原幸司、伊津野仁史、山崎倫昭、河村 能人、内山裕士、筒井智嗣
  • 学会等名: 日本金属学会2016年秋期講演大会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス
  • 年月日: 2016-09-21 – 2016-09-23
• [学会発表] 非弾性X 線散乱で観測した高温高圧下の液体テルルの音響モード (2016)
  • 著者名/発表者名: 乾雅祝、梶原行夫、細川伸也、松田和博、筒井智嗣、アルフレッドバロン
  • 学会等名: 日本物理学会2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス
  • 年月日: 2016-09-13 – 2016-09-16
• [学会発表] Phonon excitations in Pd42.5Ni7.5Cu30P20 bulk metallic glass (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Hosokawa, M. Inui, Y. Kajihara, A. Chiba, T. Ichitsubo, H. Kato, S. Tsutsui, and A. Q. R. Baron
  • 学会等名: 16th International Conference on Liquid and Amorphous Metals
  • 発表場所: Bonn-Bad Godesberg
  • 年月日: 2016-09-04 – 2016-09-09
  • 国際学会
• [学会発表] Transverse excitations in simple hard-sphere liquid Hg (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Hosokawa, M. Inui, Y. Kajihara, A. Chiba, S. Tsutsui, and A. Q. R. Baron
  • 学会等名: 16th International Conference on Liquid and Amorphous Metals
  • 発表場所: Bonn-Bad Godesberg
  • 年月日: 2016-09-04 – 2016-09-09
  • 国際学会
• [学会発表] The dispersion relation of the acoustic mode in liquid Ca and liquid Cd (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Inui, Y. Kajihara, K. Kimura, K. Matsuda, T. Miyatake, A. Chiba, S. Hosokawa, S. Tsutsui, and A. Q. R. Baron
  • 学会等名: 16th International Conference on Liquid and Amorphous Metals
  • 発表場所: Bonn-Bad Godesberg
  • 年月日: 2016-09-04 – 2016-09-09
  • 国際学会
• [学会発表] Microscopic elastic properties of polycrystalline Mg-Zn-Y alloys with long-period stacking ordered 18R phase by inelastic x-ray scattering (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Hosokawa, K. Kimura, M. Yamasaki, Y. Kawamura, K. Yoshida, M. Inui, S. Tsutsui, A. Q. R. Baron
  • 学会等名: International Conference on Processing and Manufacturing of Advances Materials - Processing, Fabrication, Properties, Applications - THERMEC‘2016
  • 発表場所: Graz
  • 年月日: 2016-05-29 – 2016-06-03
  • 国際学会
• [学会発表] Phonon excitations in Pd42.5Ni7.5Cu30P20 bulk metallic glass by inelastic x-ray scattering (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Hosokawa, K. Kimura, M. Inui, Y. Kajihara, T. Ichitsubo, H. Kato, K. Matsuda, S. Tsutsui, A. Q. R. Baron
  • 学会等名: International Conference on Processing and Manufacturing of Advances Materials - Processing, Fabrication, Properties, Applications - THERMEC‘2016
  • 発表場所: Graz
  • 年月日: 2016-05-29 – 2016-06-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 量子ビーム・３D活性サイト科学研究室
  • URL: http://crocus.sci.kumamoto-u.ac.jp/physics/SR/index.html